基于ＡＲＭ嵌入系统的输出安全置位电路技术方案

本实用新型专利技术是一种基于ＡＲＭ嵌入系统的输出安全置位电路。由７４５９５扩展电路、复位电路、ＡＲＭ微控制器系统输出电路等构成，７４５９５的ＳＦＴＣＬＫ（管脚１１）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＣ５，７４５９５的ＬＣＨＣＬＫ（管脚１２）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＣ６，７４５９５的ＲＳＴ（管脚１０）接复位芯片输出ｎＲＥＳＥＴ（管脚２），７４５９５的ＯＥ（管脚１３）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＥ６，同时７４５９５的ＯＥ被Ｒ９上拉。７４５９５的芯片级联方法是：把第１块７４５９５芯片的ＳＤＩ（管脚１４）接到相邻７４５９５芯片的ＳＤＯ（管脚９），第１块７４５９５芯片的ＳＤＯ（管脚９）悬空，最后１块７４５９５芯片的ＳＤＩ（管脚１４）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＣ７。使７４５９５芯片的扩展输出达到可控输出状态，系统上电期间能全程可控，该方法对于需要全程状态可控的应用场合具有较大应用价值。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子信息
，特别是基于ARM嵌入系统的输出安全置位电路。
技术介绍
在许多工业控制应用场合，嵌入系统输出部分是必须符合运行安全及故障安全原 则的。即系统的输出全过程必须是安全可知状态，在部分故障时也能保证输出为安全状态。 目前基于ARM微控制器的嵌入式应用非常广泛，当系统的低成本输入输出扩展一直是各类 应用面临的问题。应用74595进行离散量进行输出一直得到广泛应用，但由于基于ARM微控 制器的嵌入式系统在系统上电到指令开始执行有大约100毫秒复位时间的空白失控状态， 这段失控时间对许多有安全要求的应用是严重的问题。这主要由于ARM处理器的输出管脚 默认为高阻状态，在扩展74595后，由于74595的RST和0E接ARM处理器的输出，或由于默 认的高阻态造成74595的输出状态随机。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于ARM微控制器系统的输出安全置位电路，克 服ARM微处理器的离散量输出扩展的输出置位安全问题，适用于输出安全状态要求较高的 场合。本技术改变传统的设计方法，利用ARM的输出信号和复位电路的低电平复位 信号作为74595芯片的控制和数据信号，把74595的RST接到专有的复位电路输出结合ARM 处理器的输出管脚默认为高阻状态，使74595的输出在微处理器复位时间内状态可控，从 而达到输出的安全状态要求。同时对74595芯片进行级联扩展，每片74595可输出8路离 散量信号，N片74595芯片级联则有Nx8路输出，作为ARM微控制器系统只需要4路输出， 这样达到4路输出扩展为Nx8路输出的目的。具体电路设计如下本技术由74595扩展电路、复位电路、ARM微控制器系统输出电路等构成， 74595的SFTCLK (管脚11)接ARM微控制器的GPC5，74595的LCHCLK (管脚12)接ARM微控 制器的GPC6，74595的RST (管脚10)接复位芯片输出nRESET (管脚2)，74595的0E (管脚 13)接ARM微控制器的GPE6，同时74595的0E被R9上拉。74595的芯片级联方法如下把 第1块74595芯片的SDI (管脚14)接到相邻74595芯片的SD0 (管脚9)，第1块74595芯 片的SD0(管脚9)悬空，最后1块74595芯片的SDI (管脚14)接ARM微控制器的GPC7。复位芯片MAX813的MR(管脚3)信号接复位开关，用于手工复位。本技术的有益效果是系统采用SAMSUNG公司的S3C44B0X或NXP公司的LPC2300系列ARM微控制器系统 的通用输入输出口，产生GPC5、GPC6、GPC7和GPE6的输出控制信号，采用MAXIM公司MAX813 芯片或其它与该芯片兼容的芯片产生复位信号nRESET。系统上电后MAX813芯片产生复位信号，GPC5、GPC6、GPC7、GPE6和nRESET共同作用到74595芯片，使74595芯片的多路输出 QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH输出在稳定的0状态，当复位信号结束后，ARM微控制器开 始执行指令，按照指令要求74595芯片的多路输出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH输出可以 输出在0或1状态。这样使得系统从上电开始的全过程，均可保证74595芯片的多路输出 QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH状态可控，即系统扩展的输出可控。在ARM嵌入系统上电后到程序正常运行前这段时间，能使离散量置于安全位。利 用ARM嵌入系统的复位信号和系统的输入输出信号配合使串并行输出芯片74595芯片的输 出置于可知的安全输出状态。应用74595芯片进行系统的离散量输出的输入输出扩展，解 决ARM嵌入系统的输出管脚不足问题。附图说明图1是本技术的ARM嵌入系统的输出安全置位电路示意图。图2是74595芯片的控制信号和级联方法图。图3是复位芯片MAX813的电路连接方法图。具体实施方式如图1所示，ARM嵌入系统的输出安全置位电路由74595扩展电路、复位电路、 ARM微控制器系统输出电路等构成，74595的SFTCLK (管脚11)接ARM微控制器的GPC5， 74595的LCHCLK (管脚12)接ARM微控制器的GPC6，74595的RST (管脚10)接复位芯片输 出nRESET (管脚2)，74595的0E (管脚13)接ARM微控制器的GPE6，同时74595的0E被R9上拉。复位电路为输出扩展电路和ARM微控制器提供复位信号nRESET。ARM微控制器为 输出扩展电路提供GPC5、GPC6、GPC7和GPE6等控制输出信号，输出扩展电路提供系统输出 信号。输出信号的数量由74595芯片的数量决定，每块74595芯片可产生8路输出信号。如图2所示为74595芯片的具体信号连接方法和电源、芯片控制等连接方法，即 把第1块74595芯片的SDI (管脚14)接到相邻74595芯片的SD0 (管脚9)，第1块74595 芯片的SD0(管脚9)悬空，最后1块74595芯片的SDI (管脚14)接ARM微控制器的GPC7。如图3所示为复位电路的具体连接电路图，反应复位信号nRESET的产生和手工复 位信号的产生。复位芯片MAX813的MR(管脚3)信号接复位开关，用于手工复位。系统上电后，复位电路产生复位信号nRESET，ARM微控制器进入复位状态，这时没 有任何指令可以执行，也即输出不受ARM微控制器指令控制，该复位时间约100毫秒左右， 在复位过程中，复位信号nRESET左用到输出扩展电路的74595芯片RST (管脚10)上，同时 由于ARM微控制器的GPE6为默认的高阻状态，由于上拉电阻R9的存在，使得GPE6对74595 芯片为高电平输出状态，GPE6接74595芯片的0E(管脚13)，当74595芯片的0E为“1”且 74595芯片RST为“0”时，这时74595芯片QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH为高阻“0”状态 输出，这样在ARM微控制器进入复位期间74595芯片输出为可控状态。当复位电路的复位 信号nRESET变为“ 1 ”后，系统进入指令运行状态，这时通过把GPE6置位“0”，通过GPC5、 GPC6、GPC7时序逻辑配合可以使74595芯片的输出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH为“1” 状态或者“0”状态，从而达到系统控制的目的。 ARM嵌入系统的微控制器选用SAMSUNG公司的S3C44B0X或NXP公司的LPC2300系列，串并行输出芯片采用74595系列芯片包含如74HC595、74LV595等，复位芯片采用MAXIM 公司MAX813芯片或其它与该芯片兼容的芯片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＡＲＭ嵌入系统的输出安全置位电路，其特征在于由７４５９５扩展电路、复位电路、ＡＲＭ微控制器系统输出电路等构成，７４５９５的ＳＦＴＣＬＫ管脚（１１）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＣ５，７４５９５的ＬＣＨＣＬＫ管脚（１２）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＣ６，７４５９５的ＲＳＴ管脚（１０）接复位芯片输出ｎＲＥＳＥＴ管脚（２），７４５９５的ＯＥ管脚（１３）接ＡＲＭ微控制器的ＧＰＥ６，同时７４５９５的ＯＥ被Ｒ９上拉。

【技术特征摘要】
一种基于ARM嵌入系统的输出安全置位电路，其特征在于由74595扩展电路、复位电路、ARM微控制器系统输出电路等构成，74595的SFTCLK管脚(11)接ARM微控制器的GPC5，74595的LCHCLK管脚(12)接ARM微控制器的GPC6，74595的RST管脚(10)接复位芯片输出nRESET管脚(2)，74595的OE管脚(13)接ARM微控制器的GPE6，同时74595的OE被R9上拉。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，张云生，黄红霞，张果，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]