基于32位單片機的高可靠性系統設計
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輸出驅動(dòng)電路可靠性設計
控制裝置通過(guò)對系統狀況進(jìn)行監測和分析后，向控制和調節的動(dòng)作單元提供控制信號。如果輸出信號受到干擾或者由于裝置故障而發(fā)出錯誤的控制信號，那么會(huì )因產(chǎn)生錯誤的調節控制動(dòng)作而使系統受到危害。因此，對于輸出驅動(dòng)電路應該加以相應的閉鎖控制和抗干擾設計，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/單穩態(tài)多諧振蕩器74LS123 來(lái)構成輸出閉鎖電路，電路接線(xiàn)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，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翻轉變?yōu)?，因此閉鎖信號變?yōu)? 對輸出控制信號閉鎖。同時(shí)，與門(mén)4081的另一腳接至MC68HC376 的TPU 模塊的TCH15 腳，直接由MC68HC376 控制。在正常運行中，當需要輸出控制信號時(shí)，置TCH15為1；當不需要輸出控制信號時(shí)，置TCH15為0，則使閉鎖信號為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) 控制信號輸出部分的抗干擾設計 當閉鎖信號開(kāi)通時(shí)，輸出控制信號可能由于擾動(dòng)而出現偏差，因此應設計相應的輸出電路形式來(lái)減小擾動(dòng)的影響。輸出電路的形式如圖5 所示（這里只畫(huà)出一路輸出信號）。 采用單線(xiàn)控制時(shí)，一旦受到干擾就會(huì )使控制信號的電平發(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(xiàn)，一根直接接至與門(mén)4081，另一根經(jīng)過(guò)非門(mén)4069 接至4081，即當兩根控制線(xiàn)為“0,1”時(shí)輸出有效的電平信號1。這樣，當存在高擾動(dòng)或低擾動(dòng)使得控制線(xiàn)同時(shí)變?yōu)?或0時(shí)，輸出無(wú)效的電平信號0。本系統中，以CTM4模塊的CPWM7引腳和閉鎖信號一起控制開(kāi)啟信號；開(kāi)啟信號與MC68HC376的控制信號一起控制動(dòng)作輸出信號。這樣就充分提高了輸出控制的可靠性。注意，單片機的I/O 控制信號應使用上拉電阻。
掉電報警電路
當系統的某一級工作電源掉電時(shí)，控制裝置將不能正常運作，或者控制信號得不到正確執行。這時(shí)應該發(fā)出報警信號，掉電報警電路如圖6 所示。將各等級的工作電源通過(guò)關(guān)隔MOC8050 串接起來(lái)，一旦發(fā)生掉電的情況，掉電報警處的電平由高變?yōu)榈?，啟?dòng)報警裝置。軟件可靠性設計
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