单片机的电源保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单片机的电源保护系统及方法。其中，该系统包括：控制芯片、单片机和外接设备，其中，控制芯片，分别与单片机和外接设备电连接，用于将外接输入电压转换为对应单片机的第一电压和对应外接设备的第二电压；单片机，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第一电压；外接设备，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第二电压。本发明专利技术解决了由于相关技术电压监控电路和看门狗电路需要单独设计，导致设计成本高，并且占用印刷电路板PCB的面积大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气应用
，具体而言，涉及一种单片机的电源保护系统及方法。
技术介绍
随着单片机技术的广泛运用，根据国际电工委员会第61508条协议(InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC61508)的规定，在功能安全产品中，必须对单片机最小系统的供电电压和程序运行进行监控才能满足安全性要求。相关技术中大部分单片机的内核电源电压为1.2V或1.8V，I/O口电源电压为3.3V，外设电源电压为5V，因此需要为单片机最小系统提供多规格安全电源才能满足要求。现在通用的解决方案是划分为电压转换电路、电压监控电路和窗口看门狗电路三个独立的功能单元电路来实现，当电压监控电路监控到电压异常或看门狗溢出时，将触发复位单片机。具体包括以下两种技术方案，分别如图1和图2所示。图1是第一种相关技术方案的工作原理的结构示意图：采用3个独立的电压转换电路，分别实现24V到5V、5V到3.3V、3.3V到1.2V的阶梯电压转换。3个独立的电压监控电路分别监控5V、3.3V和1.2V的欠压和过压状态，当被监控电压出现异常时复位单片机。独立的窗口看门狗监控单片机中程序运行，当单片机不在约定时间内触发看门狗时，看门狗溢出复位单片机。图2是第二种相关技术方案的工作原理的结构示意图：采用一片集成的电压转换器实现24V到5V、3.3V和1.2V电压转换，3个独立的电压监控电路分别监控5V、3.3V和1.2V的欠压和过压状态，当被监控电压出现异常时复位单片机。独立的窗口看门狗监控单片机中程序运行，当单片机不在约定时间内触发看门狗时，看门狗溢出复位单片机。针对上述由于相关技术电压监控电路和看门口电路需要单独设计，导致设计成本高，并且占用印刷电路板PCB的面积大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种单片机的电源保护系统及方法，以至少解决由于相关技术电压监控电路和看门狗电路需要单独设计，导致设计成本高，并且占用印刷电路板PCB的面积大的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种单片机的电源保护系统，包括：控制芯片、单片机和外接设备，其中，控制芯片，分别与单片机和外接设备电连接，用于将外接输入电压转换为对应单片机的第一电压和对应外接设备的第二电压；单片机，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第一电压；外接设备，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第二电压。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种单片机的电源保护方法，包括：将接收到的外接输入电压转换为对应单片机的第一电压和对应外接设备的第二电压；检测第一电压和第二电压是否与预设标准匹配，预设标准用于检测输入电压是否为单片机和外接设备的工作电压；当检测到第一电压和第二电压与预设标准不匹配时，向单片机发送复位信号，复位信号用于控制单片机复位。在本专利技术实施例中，采用控制芯片集成电压监控和看门狗电路的方式，通过控制芯片，分别与单片机和外接设备电连接，用于将外接输入电压转换为对应单片机的第一电压和对应外接设备的第二电压；单片机，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第一电压；外接设备，与控制芯片电连接，用于接收控制芯片变压后的第二电压，达到了降低设计成本的目的，从而实现了节约PCB板设计面积，节约生产设计成本的技术效果，进而解决了由于相关技术电压监控电路和看门狗电路需要单独设计，导致设计成本高，并且占用印刷电路板PCB的面积大的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是第一种相关技术方案的工作原理的结构示意图；图2是第二种相关技术方案的工作原理的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的单片机的电源保护系统的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的一种单片机的电源保护系统的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例的单片机的电源保护方法的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1根据本专利技术实施例，提供了一种单片机的电源保护系统的系统实施例，图3是根据本专利技术实施例的单片机的电源保护系统的结构示意图，如图3所示，该系统包括：控制芯片32、单片机34和外接设备36，其中，控制芯片32，分别与单片机34和外接设备36电连接，用于将外接输入电压转换为对应单片机34的第一电压和对应外接设备36的第二电压；单片机34，与控制芯片32电连接，用于接收控制芯片32变压后的第一电压；外接设备36，与控制芯片32电连接，用于接收控制芯片32变压后的第二电压。由上可知，本申请实施例提供的单片机的电源保护系统可以应用于对单片机最小系统的供电电压和程序运行进行监控，区别于相关技术，例如图1和图2所示的相关技术，本申请实施例提供的单片机的电源保护系统通过控制芯片32能够对外接输入电压进行变压并且能够对变压后的电压进行监控，以使得控制芯片32输出的第一电压能够满足单片机34和外接设备36的工作电压(即，本申请实施例提到的第一电压和第二电压)，从而避免了相关技术中由于相关技术电压监控电路和看门狗电路需要单独设计，导致的设计成本高以及印刷电路PCB板的板面布局占用面积大的问题，进而节约了设计成本和各器件在PCB板上所占的面积。本申请实施例提供的单片机的电源保护系统中，采用控制芯片集成电压监控和看门狗电路的方式，通过控制芯片，分别与单片机和外接设备电连接，用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片机的电源保护系统，其特征在于，包括：控制芯片、单片机和外接设备，其中，所述控制芯片，分别与所述单片机和所述外接设备电连接，用于将外接输入电压转换为对应所述单片机的第一电压和对应所述外接设备的第二电压；所述单片机，与所述控制芯片电连接，用于接收所述控制芯片变压后的所述第一电压；所述外接设备，与所述控制芯片电连接，用于接收所述控制芯片变压后的所述第二电压。

【技术特征摘要】
2016.03.08 CN 20161013139771.一种单片机的电源保护系统，其特征在于，包括：控制芯片、单片机和外接设备，
其中，
所述控制芯片，分别与所述单片机和所述外接设备电连接，用于将外接输入
电压转换为对应所述单片机的第一电压和对应所述外接设备的第二电压；
所述单片机，与所述控制芯片电连接，用于接收所述控制芯片变压后的所述
第一电压；
所述外接设备，与所述控制芯片电连接，用于接收所述控制芯片变压后的所
述第二电压。
2.根据权利要求1所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述控制芯片包括：
电压转换电路和电压监控电路，其中，
所述电压转换电路，分别与所述单片机和所述外接设备的电源端电连接，用
于将外接输入电压转换为对应所述单片机的所述第一电压和对应所述外接设备的
第二电压；
所述电压监控电路，与所述电压转换电路电连接，用于检测所述电压转换电
路输出的所述第一电压和所述第二电压是否达到预设标准，所述预设标准用于检
测所述输入电压是否为所述单片机和所述外接设备的工作电压。
3.根据权利要求2所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述电压转换电路
包括：直流转换装置和稳压器组，其中，
所述直流转换装置，与外接电源电连接，用于将所述外接电源的外接输入电
压转换为第三电压；
所述稳压器组，与所述直流转换装置电连接，用于将所述第三电压转换为对
应所述第一电压和所述第二电压。
4.根据权利要求3所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述稳压器组包括：
多个稳压器，且所述稳压器为低压差线性稳压器，其中，第一稳压器，与所述外
接设备电连接，用于输出对应所述外接设备的所述第二电压；第二稳压器和第三
稳压器，与所述单片机电连接，用于输出对应所述单片机的所述第一电压。
5.根据权利要求3所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述电压监控电路，

\t分别与所述直流转换装置和所述稳压器组电连接，用于检测所述第三电压、所述
第一电压和所述第二电压是否达到所述预设标准。
6.根据权利要求2所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述控制芯片还包
括：程序监控电路，其中，
所述程序监控电路，与所述单片机电连接，用于监控所述单片机的程序运行。
7.根据权利要求6所述的单片机的电源保护系统，其特征在于，所述程序监控电路
包括：配置模块和功能模块，其中，
所述配置模块，与所述单片机电连接，用于接收所述单片机发送的配置信息；
所述功能模块，与所述单片机电连接，用于接收所述单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亚坤，耿岳，刘江江，
申请(专利权)人：北京龙鼎源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11