一种工控屏主板抗干扰电路的制作方法

    技术2024-12-11  15


    本发明涉及计算机,特别涉及一种工控屏主板抗干扰电路。


    背景技术:

    1、工控屏,专为工业自动化与控制领域设计,能够在苛刻的工业环境中正常运行。工控屏通常配备了特定的接口和通信协议,用于与各种控制设备和自动化系统进行连接和交互,例如plc(可编程逻辑控制器)、传感器、执行器等,作为工控屏的核心,主板处理器在复杂环境中运行时,易遭受外部信号串扰,影响信号传输的准确性与稳定性。传统内层走线虽能缓解此问题,但线层间信号交互仍难完全屏蔽,导致传输错误、数据丢失等隐患,进而引发程序异常,如跑飞、死循环等不利状态。

    2、为解决这一难题,看门狗(抗干扰电路)技术应运而生,成为重要的抗干扰策略。其典型实现依赖于555振荡器与计数器组合,通过巧妙的逻辑控制,确保处理器在异常时自动复位,避免程序失控。具体而言,当无喂狗信号时,计数器触发振荡器起振,并向处理器发送复位信号;而接收到喂狗指令后,则重置计数器,维持系统正常运行,值得注意的是,喂狗指令的嵌入需精细考量,当一段程序大于看门狗复位周期时,需要在汇编代码中恰当位置插入,或将看门狗的复位周期时长调整到程序最大耗时。


    技术实现思路

    1、针对上述技术问题,本发明的目的是提供一种工控屏主板抗干扰电路,包括处理器、初始配置模块、检测模块,所述处理器在初次运行程序时对初始配置模块输入高电平input信号,在程序运行完毕后输入低电平input信号,所述初始配置模块包括多个配置单元,配置单元之间进行串接,其数量与程序数量一致,配置单元用于将程序运行时长转换为vsen信号,并在程序切换时启动对应的配置单元进行启停对应,以及自动屏蔽后续input信号对当前配置单元的调控,配置单元的vsen信号反馈到检测模块,处理器则在程序运行结束时调用喂狗信号port到检测模块,检测模块根据不同的vsen信号以及port信号进行检测,异常时反馈vout复位信号。

    2、进一步的,所述配置单元包括第一触发器u1、第二数字电位器u2、第三反相器u3、第四与门u4、第一电阻r1、第一二极管d1;

    3、所述第一触发器u1第一引脚、第二数字电位器u2第八引脚、第一电阻r1一端和电源连接,第一触发器u1第二引脚、第一触发器u1第六引脚和第一二极管d1阳极连接,第一触发器u1第三引脚和第二数字电位器u2第二引脚、第三反相器u3第二引脚连接,第一触发器u1第四引脚和第一二极管d1阴极连接,第一触发器u1第五引脚和第二数字电位器u2第七引脚、第四与门u4第二连接端连接,第二数字电位器u2第一引脚和clk端时钟源连接,第二数字电位器u2第三引脚、第一电阻r1另一端和vsen端连接,第三反相器u3第一引脚、第四与门u4第一连接端和input端连接,第四与门u4输出端和vput端连接,第二数字电位器u2第四引脚、第二数字电位器u2第五引脚、第二数字电位器u2第六引脚和接地端连接。

    4、进一步的,所述检测模块包括第五触发器u5、第六触发器u6、第七触发器u7、第八反相器u8、第九运算放大器u9、第十复用器u10、第一三极管q1、第六电阻r6、第八电阻r8、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第一电容c1、第一连接器p1;

    5、所述第五触发器u5第四引脚、第六触发器u6第四引脚、第七触发器u7第四引脚、第十复用器u10第十六引脚、第十一电阻r11一端和电源连接,第五触发器u5第一引脚、第六触发器u6第一引脚、第七触发器u7第一引脚和第八电阻r8一端、第八反相器u8第二引脚连接,第五触发器u5第二引脚和第五触发器u5第六引脚连接,第六触发器u6第二引脚和第六触发器u6第六引脚连接,第七触发器u7第二引脚和第七触发器u7第六引脚连接,第五触发器u5第三引脚、第六电阻r6一端和port端连接,第五触发器u5第五引脚和第六触发器u6第三引脚、第十复用器u10第九引脚连接,第六触发器u6第五引脚和第七触发器u7第三引脚、第十复用器u10第十引脚连接,第七触发器u7第五引脚和第十复用器u10第十一引脚连接,第八反相器u8第一引脚、第十四电阻r14一端和第一连接器p1第一引脚连接,第九运算放大器u9同相端和第十一电阻r11另一端、第十二电阻r12一端、第一三极管q1集电极、第一电容c1一端连接,第九运算放大器u9反相端和第十三电阻r13一端、第十复用器u10第三引脚连接,第九运算放大器u9输出端和vout端连接,第十复用器u10第四引脚和第一连接器p1第二引脚连接,第十复用器u10第十三引脚和vsen端连接,第一三极管q1基极和port端连接,第十复用器u10第六引脚、第十复用器u10第七引脚、第十复用器u10第八引脚、第一三极管q1发射极、第六电阻r6另一端、第八电阻r8另一端、第十二电阻r12另一端、第十三电阻r13另一端、第十四电阻r14另一端和接地端连接。

    6、进一步的,所述配置单元还包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5;

    7、所述第二电阻r2一端和第三反相器u3第一引脚连接,第三电阻r3一端和第一触发器u1第四引脚连接,第四电阻r4一端和第四与门u4第二连接端连接,第五电阻r5一端和第二数字电位器u2第二引脚连接,第二电阻r2另一端、第三电阻r3另一端、第四电阻r4另一端、第五电阻r5另一端和接地端连接。

    8、进一步的,所述检测模块还包括第七电阻r7、第九电阻r9、第十电阻r10;

    9、所述第七电阻r7一端和第六触发器u6第五引脚连接,第九电阻r9一端和第五触发器u5第五引脚连接,第十电阻r10一端和第七触发器u7第五引脚连接,第七电阻r7另一端、第九电阻r9另一端、第十电阻r10另一端和接地端连接。

    10、进一步的,所述第一三极管q1为n型三极管。

    11、进一步的,所述第十一电阻r11为可调电阻或第一电容c1为可变电容,用于将第十一电阻r11和第一电容c1积分速率与第九运算放大器u9反相端进行匹配。

    12、本发明与现有技术相比的有益效果是:

    13、本发明代替传统的最大耗时设置,在程序异常时响应更快,通过串行输入有效避免了端口的额外占用,确保系统资源的合理分配。

    14、并且与软件和混合检测方式相比,无需在更换程序时重新插入繁琐的喂狗指令,在更换或设置新程序时,仅需进行简单的初始化匹配,既统一采用程序运行结束调用喂狗指令的方式完成初始化。



    技术特征:

    1.一种工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,包括处理器、初始配置模块、检测模块,所述处理器在初次运行程序时对初始配置模块输入高电平input信号,在程序运行完毕后输入低电平input信号,所述初始配置模块包括多个配置单元,配置单元之间进行串接,其数量与程序数量一致,配置单元用于将程序运行时长转换为vsen信号,并在程序切换时启动对应的配置单元进行启停对应,以及自动屏蔽后续input信号对当前配置单元的调控,配置单元的vsen信号反馈到检测模块,处理器则在程序运行结束时调用喂狗信号port到检测模块,检测模块根据不同的vsen信号以及port信号进行检测,异常时反馈vout复位信号。

    2.根据权利要求1所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述配置单元包括第一触发器、第二数字电位器、第三反相器、第四与门、第一电阻、第一二极管;

    3.根据权利要求1所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述检测模块包括第五触发器、第六触发器、第七触发器、第八反相器、第九运算放大器、第十复用器、第一三极管、第六电阻、第八电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一电容、第一连接器;

    4.根据权利要求2所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述配置单元还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻;

    5.根据权利要求3所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述检测模块还包括第七电阻、第九电阻、第十电阻;

    6.根据权利要求3所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述第一三极管为n型三极管。

    7.根据权利要求3所述的工控屏主板抗干扰电路,其特征在于,所述第十一电阻为可调电阻或第一电容为可变电容,用于将第十一电阻和第一电容积分速率与第九运算放大器反相端进行匹配。


    技术总结
    本发明公开了一种工控屏主板抗干扰电路,包括处理器、初始配置模块、检测模块,所述处理器在初次运行程序时对初始配置模块输入高电平Input信号,在程序运行完毕后输入低电平Input信号,所述初始配置模块包括多个配置单元,配置单元之间进行串接,其数量与程序数量一致,配置单元用于将程序运行时长转换为Vsen信号,并在程序切换时启动对应的配置单元进行启停对应,以及自动屏蔽后续Input信号对当前配置单元的调控,配置单元的Vsen信号反馈到检测模块,处理器则在程序运行结束时调用喂狗信号port到检测模块,检测模块根据不同的Vsen信号以及Port信号进行检测,异常时反馈Vout复位信号。

    技术研发人员:陈孝金
    受保护的技术使用者:深圳市宇芯数码技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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