一种IIC存储芯片共用电路、电子装置及其备用电路切换方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种IIC存储芯片共用电路、电子装置及其备用电路切换方法，属于电子电路技术领域。主要包括：第一单片机通过三路光耦与存储芯片连接，第二单片机用常规的二线制与存储芯片连接，从而实现了数据存储芯片隔离保护与共用，使备用控制电路能够在主控电路出现故障时快速无缝的衔接，以确保电子装置的正常运行。这种方案进一步提高了采用备份电路设计的电子装置的可靠性，同时节省了存储芯片、简化了开发设计工作和提高了电子装置的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种IIC存储芯片共用电路、电子装置及其备用电路切换方法
本专利技术涉及一种IIC存储芯片共用电路、电子装置及其备用电路切换方法，属于电子电路

技术介绍
为了提高电子设备的可靠性，一般采用冗余备份电路，这样，当主控制电路出现故障时，备用电路能够替代主控制电路，保障系统的正常运行。在这类电子装置中，比如一些门禁产品，在可靠性要求高的应用场景中，也采用了一些门禁的备用开启方案，这类方案往往采用两个单片机(微控制器)独立的控制电路，即由主控单片机构成主控电路，由备用单片机构成备用控制电路，主控制电路与备用控制电路相对独立。如图1所示，为现有的常用的嵌入式控制系统中的一种冗余备份电路方案，主控单片机(微控制器)与备用单片机之间一般通过串口(或IIC或SPI)通信来交换数据，而将数据存储在各自的存储芯片中。这种设计方案，能够在一定程序上提高电子装置的可靠性，但是也有缺陷，主要有以下几个方面：1)在一些应用场景，尤其环境恶劣的情况下，相关功能的控制电路(比如门禁系统中的电机驱动电路)容易引发故障，这种两个单片机存在直接的线路连接，也就存在隐患，即如果当主控单片机电路出现故障，尤其在严重时，主控单片机出现烧毁现象，此时，整个单片机芯片往往处于短路状态，导致直接连接的备用单片机及其控制电路也会受到严重的影响，严重的情况下，可能影响到备用的控制电路故障也不能正常工作；2)这种备用控制电路的方案还存在需要建立两个单片机之间的通信协议，编程复杂，实现起来工作量大，开发成本高；3)这种电子装置在实际运行过程中，主控单片机要增加运行与备用单片机的通信程序，备用单片机还要等待接收主控单片机传输的数据，也增加了整个电子装置的运行开销；4)一般在这类电子装置中，由于数据量不大，通常采用IIC总线的EEPROM存储芯片来存储基本运行参数和基本运行记录，而相对大容量的EEPROM存储芯片价格高，也增加了成本。本质上来说，要实现在出现故障时，备用控制电路在基本功能上能够与主控制电路无的缝衔接，其关键点是备用控制电路需要具有与主控电路相同的存储在EEPROM中的运行参数。如果在实现了数据存储芯片共用的同时又能够提供相应的保护隔离，备用电路就能够在主控电路出现故障时快速无缝地衔接，以确保电子装置的正常运行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述问题，有必要提供一种存储芯片共用电路，以实现主控电路与备用存储芯片，在电路在主控电路出现故障时，备用电路仍然能够读写存储芯片的数据，确保电子装置的正常运行。此外，还有必要提供一种电子装置及其备用电路切换方法，以实现主控电路与备用存储芯片，在电路在主控电路出现故障时，备用电路仍然能够读写存储芯片的数据，确保电子装置的正常运行。本专利技术的技术方案是：一种存IIC储芯片共用电路，应用于电子装置中，包括：第一单片机、第二单片机以及IIC接口的存储芯片；所述第一单片机通过三路光耦与存储芯片连接，其中，所述第一单片机的SCL端口通过第一光耦与存储芯片的SCL端口连接，而所述第一单片机的SDA端口分为两路，分别用于读或者写，将单向通信的光耦，通过增加一路端口的方式分为两路，一路用于读，一路用于写，从而实现双向通信；所述第一单片机的第一SDA端口通过第二光耦与存储芯片的SDA端口连接，所述第一单片机的第二SDA端口通过第三光耦与存储芯片的SDA端口连接；所述第二单片机的SCL端口与存储芯片的SCL端口连接，所述第二单片机的SDA端口与所述存储芯片的SDA端口连接。所述第一单片机的SCL端口与第一光耦的输入端的负极连接，第一光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第一光耦的输出端的集电极与存储芯片的SCL端口连接，第一光耦的输出端的发射极与电源负极连接；所述第一单片机的第一SDA端口与第二光耦的输入端的负极连接，第二光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第二光耦的输出端的集电极与存储芯片的SDA端口连接，第二光耦的输出端的发射极与电源负极连接；所述第一单片机的第二SDA端口与第三光耦的输出端的集电极连接，第三光耦输出端的集电极通过电阻与电源正极连接，第三光耦的输出端的发射极与电源负极连接，第三光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第三光耦的负极与存储芯片的SDA端口连接；存储芯片的SCL端口通过电阻与电源正极连接，存储芯片的SDA端口通过电阻与电源正极连接。所述第一单片机通过其SCL端口及SDA端口向存储芯片写数据；所述第一单片机通过其SCL端口及第二SDA端口从存储芯片读数据；第二单片机通过其SCL端口和SDA端口从存储芯片读、写数据。所述第一单片机，与存储芯片通信时，在写数据的过程中，通过SCL端口置高电平或低电平发送时钟信号，并配合时钟信号，通过其第一SDA端口置高电平或低电平实现写数据“1”或“0”；在读数据的过程中，通过SCL端口置高电平或低电平发送时钟信号，并配合时钟号，进一步读其第二SDA端口上出现的高电平或低电平从而接收数据“1”或“0”。所述第二单片机定期侦测其SCL端口或SDA端口是否出现低电平来判断是否有数据通信，当出现低电平，则表明有数据通信，否则，判断为无数据通信，以避免通信冲突。一种电子装置，包括以上所述的存储芯片共用电路，所述第一单片机为主控单片机，所述第二单片机为备用单片机。在所述电子装置中，以第二单片机为主而构成备用电路；所述第一单片机包括：第一存储芯片读写模块，用于通过IIC总线与存储芯片通信，以实现对存储芯片的读写；心跳包模块，用于定期在IIC总线上发送心跳包。所述第二单片机包括：IIC侦测模块，用于侦测SCL或SDA端口上是否有IIC数据通信。第二单片机还包括：备用切换模块，用于根据IIC侦测模块对有无数据通信的侦测，进一步计时，如果在指定时间阈值没有数据通信，则接管第一单片机的工作，从备用的低功耗状态切换到正常工作的状态，以接管第一单片机的工作。第二存储芯片读写模块，用于第二单片机的与存储芯片通信，以实现对存储芯片的读写；报警提示模块，用于第二单片机接管第一单片机的工作后，进行报警提示，以提醒用户更换电子装置；一种备用电路切换方法，应用于电子装置中，包括以上所述的存储芯片共用电路，所述第一单片机为主控单片机，所述第二单片机为备用单片机。在所述电子装置中，以第二单片机为主而构成备用电路，所述方法包括：所述第一单片机通过IIC总线与存储芯片通信，以实现对存储芯片的读写。所述第一单片机定期在IIC总线上发送心跳包。所述第二单片侦测IIC总线上是否有数据通信。第二单片机根据对有无数据通信的侦测，进一步计时，如果在指定时间阈值没有数据通信，则接管第一单片机的工作，从备用的低功耗状态切换到正常工作的状态，以接管第一单片机的工作。第二单片机与存储芯片通信，对存储芯片的读写。第二单片机接管第一单片机的工作后，进行报警提示，以提醒用户更换电子装置。所述第二单片机判断IIC总线上是否有IIC数据通信是判断SDA端口或SCL端口上是否出现低电平；如果出现低电平，则表明IIC总线上有数据通信。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过光耦隔离保护方式实现了数据存储芯片共用，使备用控制电路就能够在主控电路出现故障时快速无缝的接管主控制电路的工作。这种方案进一步提高了采用备份电路设计的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IIC存储芯片共用电路，应用于电子装置中，包括：第一单片机、第二单片机以及IIC接口的存储芯片，其特征在于：所述第一单片机通过三路光耦与存储芯片连接，其中，所述第一单片机的SCL端口通过第一光耦与存储芯片的SCL端口连接，而所述第一单片机的SDA端口分为两路，分别用于读或者写，将单向通信的光耦，通过增加一路端口的方式分为两路，一路用于读，一路用于写，从而实现双向通信；所述第一单片机的第一SDA端口通过第二光耦与存储芯片的SDA端口连接，所述第一单片机的第二SDA端口通过第三光耦与存储芯片的SDA端口连接；所述第二单片机的SCL端口与存储芯片的SCL端口连接，所述第二单片机的SDA端口与所述存储芯片的SDA端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种IIC存储芯片共用电路，应用于电子装置中，包括：第一单片机、第二单片机以及IIC接口的存储芯片，其特征在于：所述第一单片机通过三路光耦与存储芯片连接，其中，所述第一单片机的SCL端口通过第一光耦与存储芯片的SCL端口连接，而所述第一单片机的SDA端口分为两路，分别用于读或者写，将单向通信的光耦，通过增加一路端口的方式分为两路，一路用于读，一路用于写，从而实现双向通信；所述第一单片机的第一SDA端口通过第二光耦与存储芯片的SDA端口连接，所述第一单片机的第二SDA端口通过第三光耦与存储芯片的SDA端口连接；所述第二单片机的SCL端口与存储芯片的SCL端口连接，所述第二单片机的SDA端口与所述存储芯片的SDA端口连接。2.根据权利要求1所述的IIC存储芯片共用电路，其特征在于：所述第一单片机的SCL端口与第一光耦的输入端的负极连接，第一光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第一光耦的输出端的集电极与存储芯片的SCL端口连接，第一光耦的输出端的发射极与电源负极连接；所述第一单片机的第一SDA端口与第二光耦的输入端的负极连接，第二光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第二光耦的输出端的集电极与存储芯片的SDA端口连接，第二光耦的输出端的发射极与电源负极连接；所述第一单片机的第二SDA端口与第三光耦的输出端的集电极连接，第三光耦输出端的集电极通过电阻与电源正极连接，第三光耦的输出端的发射极与电源负极连接，第三光耦的输入端的正极通过电阻与电源正极连接，第三光耦的负极与存储芯片的SDA端口连接；存储芯片的SCL端口通过电阻与电源正极连接，存储芯片的SDA端口通过电阻与电源正极连接。3.根据权利要求2所述的IIC存储芯片共用电路，其特征在于：所述第一单片机通过其SCL端口及SDA端口向存储芯片写数据；所述第一单片机通过其SCL端口及第二SDA端口从存储芯片读数据；所述第二单片机通过其SCL端口和SDA端口从存储芯片读、写数据。4.根据权利要求3所述的IIC存储芯片共用电路，其特征在于：所述第一单片机，与存储芯片通信时，在写数据的过程中，通过其SCL端口置高电平或低电平发送时钟信号，并配合时钟信号，通过其第一SDA端口置高电平或低电平实现写数据“1”或“0”；在读数据的过程中，通过其SCL端口置高电平或低电平发送时钟信号，并配合时钟信号，读取其第二SDA端口上出现的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，郭平，方娇莉，漆超，张洪彦，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53