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基于32位微处理器的高可靠性系统
发布时间:2018-08-26 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
(2) 控制信号输出部分的抗干扰设计 当闭锁信号开通时，输出控制信号可能由于扰动而出现偏差，因此应设计相应的输出电路形式来减小扰动的影响。输出电路的形式如图5 所示（这里只画出一路输出信号）。 采用单线控制时，一旦受到干扰就会使控制信号的电平发生变化，从而造成误动。这里采用“0,1”控制方式，用两根临近的控制线，一根直接接至与门4081，另一根经过非门4069 接至4081，即当两根控制线为“0,1”时输出有效的电平信号1。这样，当存在高扰动或低扰动使得控制线同时变为1或0时，输出无效的电平信号0。本系统中，以CTM4模块的CPWM7引脚和闭锁信号一起控制开启信号；开启信号与MC68HC376的控制信号一起控制动作输出信号。这样就充分提高了输出控制的可靠性。注意，单片机的I/O 控制信号应使用上拉电阻。
掉电报警电路
当系统的某一级工作电源掉电时，控制装置将不能正常运作，或者控制信号得不到正确执行。这时应该发出报警信号，掉电报警电路如图6 所示。将各等级的工作电源通过关隔MOC8050 串接起来，一旦发生掉电的情况，掉电报警处的电平由高变为低，启动报警装置。软件可靠性设计
软件看门狗
在MC68HC376 的SIM 模块中，有一个软件看门狗，在监控程序中，可以开启软件看门狗，配合提高系统的可靠性。该软件看门狗由MC68HC376的系统保护控制寄存器(SYPCR)中的SWE 位控制开启。当SWE 位为1 时，看门狗启动，开始计时。在装置正常工作时，程序应该在软件看门狗溢出之前对软件服务寄存器(SWSR)先后写入55H 和AAH，当写入完成之后，软件看门狗就会清除当前计时值，重新开始计时。如果计时值溢出，则会使MC68HC376 的/RESET引脚有效，系统复位。这样，就可以在程序死循环或者由于其它原因而导致程序跳飞时自动回复到复位状态。看门狗的溢出时间由系统频率以及SYPCR 寄存器的看门狗分频位(SWP)和看门狗定时区(SWT[1:0])决定，如表1所示。选择看门狗溢出时间时应该注意大小适中，若取值过大，则程序可能会较长时间处于死循环或跳飞状态，从而导致控制错误或失效；若取值过小，则会增加程序负担，降低装置运行效率。
程序的区域划分和操作级别控制
CPU32 可进行两种优先级别的操作：监控级别和用户级别。在监控级别下，CPU 可以对所有的内部集成资源和所有的指令进行操作，而在用户级别下，它对一些寄存器和指令的访问会受到限制。在程序中有效地利用这种优先级别会使内部资源和一些系统指令得到有控制的访问，从而提高系统运行的可靠性。CPU32的状态寄存器SR 中的S 位决定CPU 的工作级别，当S=1 时CPU 处于监控级别；S=0时CPU处于用户级别。 一般情况下，单片机的程序区和数据区在同一个物理地址空间。对于MC68HC376，可以通过功能码FC[2:0]来扩展和划分外部物理空间，对FC[2:0]实现外部解码，可以使监控级程序、监控级数据、用户级程序、用户级数据分别使用各自独立的地址空间。对于MC68HC376内部的各个模块，可以通过其相应的结构寄存器中的SUPV 位来确定该部分的通用寄存器所处的地址空间，当SUPV=1 时，将相关的寄存器放置于监控级数据地址空间，CPU只有在监控级别时才可对其访问和操作；当SUPV=0 时，将相关的寄存器放置于数据级数据地址空间，CPU可任意对其进行访问和操作。这样，整个程序结构性强，按级别控制访问，增强了运行的可靠性。
总线监视器
MC68HC376 进行内部总线操作时，数据选通应答引脚(/DSACK)和自动向量引脚(/AVEC)应该有相应的应答信号。SIM模块中的总线监视器能对/DSACK和/AVEC信号进行监视，当响应时间超过定时值就使总线错误(/BERR)引脚有效。程序应对/BERR的状态进行监视，以便及时对总线错误做出相应的处理。用Fly-Buck转换器加快隔离式电源轨设计 隔离式偏置电源轨在测试和测量设备、过程控制、电信系统、楼宇基础设施、以及工业自动化系统中很常见。传统上，隔离式电源的设计是一个冗长而又乏味的过程，因为其中涉及环路
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