基于32位單片機(jī)的高可靠性系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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輸出驅(qū)動(dòng)電路可靠性設(shè)計(jì)
控制裝置通過對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行監(jiān)測和分析后，向控制和調(diào)節(jié)的動(dòng)作單元提供控制信號(hào)。如果輸出信號(hào)受到干擾或者由于裝置故障而發(fā)出錯(cuò)誤的控制信號(hào)，那么會(huì)因產(chǎn)生錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)控制動(dòng)作而使系統(tǒng)受到危害。因此，對(duì)于輸出驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該加以相應(yīng)的閉鎖控制和抗干擾設(shè)計(jì)，以提高控制的可靠性。
(1) 閉鎖控制電路 這里采用可再觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器74LS123 來構(gòu)成輸出閉鎖電路，電路接線如圖4 所示。 將74LS123 的A 腳與MC68HC376 的CTM4 模塊的CTD4通道相連，由于在正常情況下CTD4定時(shí)提供脈沖，使得振蕩電路不能發(fā)生翻轉(zhuǎn)，此時(shí)，/Q保持為1；如果裝置故障，使得CTD4 失去脈沖，則振蕩電路使得/Q翻轉(zhuǎn)變?yōu)?，因此閉鎖信號(hào)變?yōu)? 對(duì)輸出控制信號(hào)閉鎖。同時(shí)，與門4081的另一腳接至MC68HC376 的TPU 模塊的TCH15 腳，直接由MC68HC376 控制。在正常運(yùn)行中，當(dāng)需要輸出控制信號(hào)時(shí)，置TCH15為1；當(dāng)不需要輸出控制信號(hào)時(shí)，置TCH15為0，則使閉鎖信號(hào)為0，閉鎖輸出部分，這樣就防止了由于干擾或其他原因造成的誤動(dòng)作。
(2) 控制信號(hào)輸出部分的抗干擾設(shè)計(jì) 當(dāng)閉鎖信號(hào)開通時(shí)，輸出控制信號(hào)可能由于擾動(dòng)而出現(xiàn)偏差，因此應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的輸出電路形式來減小擾動(dòng)的影響。輸出電路的形式如圖5 所示（這里只畫出一路輸出信號(hào)）。 采用單線控制時(shí)，一旦受到干擾就會(huì)使控制信號(hào)的電平發(fā)生變化，從而造成誤動(dòng)。這里采用“0,1”控制方式，用兩根臨近的控制線，一根直接接至與門4081，另一根經(jīng)過非門4069 接至4081，即當(dāng)兩根控制線為“0,1”時(shí)輸出有效的電平信號(hào)1。這樣，當(dāng)存在高擾動(dòng)或低擾動(dòng)使得控制線同時(shí)變?yōu)?或0時(shí)，輸出無效的電平信號(hào)0。本系統(tǒng)中，以CTM4模塊的CPWM7引腳和閉鎖信號(hào)一起控制開啟信號(hào)；開啟信號(hào)與MC68HC376的控制信號(hào)一起控制動(dòng)作輸出信號(hào)。這樣就充分提高了輸出控制的可靠性。注意，單片機(jī)的I/O 控制信號(hào)應(yīng)使用上拉電阻。
掉電報(bào)警電路
當(dāng)系統(tǒng)的某一級(jí)工作電源掉電時(shí)，控制裝置將不能正常運(yùn)作，或者控制信號(hào)得不到正確執(zhí)行。這時(shí)應(yīng)該發(fā)出報(bào)警信號(hào)，掉電報(bào)警電路如圖6 所示。將各等級(jí)的工作電源通過關(guān)隔MOC8050 串接起來，一旦發(fā)生掉電的情況，掉電報(bào)警處的電平由高變?yōu)榈?，啟?dòng)報(bào)警裝置。軟件可靠性設(shè)計(jì)
評(píng)論