RU2106736C1 - Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем - Google Patents
Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106736C1 RU2106736C1 RU96119321A RU96119321A RU2106736C1 RU 2106736 C1 RU2106736 C1 RU 2106736C1 RU 96119321 A RU96119321 A RU 96119321A RU 96119321 A RU96119321 A RU 96119321A RU 2106736 C1 RU2106736 C1 RU 2106736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- signal
- microprocessor
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Microcomputers (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к цифровым системам управления преобразователями на базе микропроцессора и предназначено для применения в системах гарантированного питания или в электрических сетях, где в качестве резервных источников используются источники питания с широким диапазоном изменения выходного напряжения. Цель изобретения - повышение надежности цифровой системы управления преобразователем на базе микропроцессора в режимах исчезновения и восстановления питающего напряжения. Это достигается путем введения в типовую конфигурацию микропроцессорной системы управления, где микропроцессор устанавливается в первоначальное состояние сигналом RESET, а управление внешними устройствами осуществляется сигналами микропроцессора, передаваемыми с помощью шин данных и адреса, компаратора, двух делителей напряжения, управляемого ключа и логических элементов И - НЕ и 2И - НЕ. На вход компаратора подается разность напряжения уставки и части нестабилизированного напряжения питания. Выходной сигнал компаратора управляет ключом, подключенным параллельно конденсатору последовательной RC-цепочки, подключенной к стабилизированному источнику питания, с которого подается сигнал на вход логического элемента И - НЕ, формирующего сигнал высокого уровня RESET. Сигнал низкого уровня RESET формируется вторым элементом И - НЕ, на вход которого подается сигнал с выхода первого. Сигнал RESET и один из сигналов с элемента И - НЕ на выходе селектора внешних устройств подаются на первый элемент 2И - НЕ, сигнал RESET и один из сигналов с элемента И - НЕ на выходе микропроцессорных сигналов управления внешними устройствами подаются на второй элемент 2И - НЕ. Сигналы с элементов 2И- НЕ подаются на соответствующие микросхемы внешних устройств. 2 ил.
Description
Изобретение относится к цифровым системам управления (ЦСУ) преобразователями на базе микропроцессора и предназначено для обеспечения работы ЦСУ в режимах исчезновения и восстановления питающего напряжения, а также в режимах ненормированного отклонения питающего напряжения, где требуется обеспечить работу преобразователя (при подаче питающего напряжения) с теми же начальными условиями, которые имели место до исчезновения питающего напряжения. Областью применения преобразователей с таким устройством являются системы гарантированного питания или электрические сети, где в качестве резервных источников применяются дизельгенераторы или другие альтернативные источники питания с широким диапазоном изменения выходного напряжения.
В системах гарантированного питания возможны ситуации, когда после отключения основного питающего напряжения осуществляется переход на альтернативные резервные источники питания, например дизель-генератор [1]. Питающее напряжение при этом может колебаться в значительных пределах, что может привести к неустойчивой работе микропроцессорной системы управления (МСУ) преобразователем. В основном это связано со снижением напряжения питания микросхем. В основном это связано со снижением напряжения питания микросхем до уровня минимальных паспортных значений. Как правило, напряжение питания микросхем формируется блоком питания из входного напряжения преобразователя, содержащего мощные С-фильтры, которые обеспечивают медленный спад напряжения питания микросхем при отключении системы управления или медленный рост при ее включении, при этом неустойчивая работа микросхем возникает на уровне минимального напряжения питания микросхем и как следствие возможна неточная передача информации между внешним устройствами МСУ (особенно с внешними запоминающими устройствами), что делает невозможным повторные запуски преобразователя при достижении достаточного уровня питающего напряжения. Поэтому стоит задача сохранения полезной информации и обеспечения устойчивой работы МСУ при значительных ненормируемых отклонениях напряжения питающей (или резервной) сети, включении или отключении питающего напряжения.
Известны схемы начальной установки микропроцессорной системы управления [2,3] , где сигнал начальной установки микропроцессора и внешних устройств RESET обеспечивает начальный запуск системы управления только при включении МСУ. В основе этих схем лежит RC-цепочка, конденсатор которой и формирует сигнал RESET в момент включения МСУ.
Схема [4] , принимаемая за прототип, представляет собой типичную конфигурацию МСУ, где микропроцессор устанавливается в начальное состояние сигналом RESET (по вариантам [2,3], а управление внешними устройствами (включая элементы внешней памяти) осуществляется с помощью микропроцессорных сигналов управления внешними устройствами, шинами данных (ШД) и адреса (ША). Схема не содержит элементов, позволяющих обеспечить сохранность информации и устойчивую работу МСУ при снижении напряжения питания преобразователя.
Цель изобретения - повышение надежности цифровой системы управления преобразователем на базе микропроцессора в режимах исчезновения и восстановления питающего напряжения.
Это достигается введением компаратора, на вход которого подается разность напряжений уставки и часть нестабилизированного напряжения питания микросхем. Напряжение уставки формируется первым делителем напряжения, состоящим из резистора и стабилитрона. Часть нестабилизированного напряжения, пропорциональная входному напряжению питания преобразователя, формируется вторым делителем напряжения, состоящим из резисторов. Выход компаратора управляет ключом, который подключен параллельно конденсатору, образующему с резистором последовательную цепочку между общим проводом и плюсом стабилизированного питания микросхем. Сигнал начальной установки микропроцессора RESET (сигнал высокого уровня) формируется первым элементом И-НЕ, на вход которого подается напряжение с конденсатора, а сигнал (сигнал низкого уровня) вторым элементом И-НЕ, на вход которого подается сигнал с первого элемента И-НЕ. Добавляются элементы И-НЕ на каждый из соответствующих выходов селектора внешних устройств по числу внешних устройств, на каждый из соответствующих выходов микропроцессорных сигналов управления внешними устройствами. Сигнал и один из соответствующих сигналов с элемента И-НЕ на выходе селектора внешних устройств подаются на первый элемент 2И-НЕ, сигнал и один из соответствующих сигналов с элемента И-НЕ на выходе микропроцессорных сигналов управления внешними устройствами подаются на второй элемент 2И-НЕ, другие необходимые микропроцессорные сигналы управления внешними устройствами подаются на соответствующие последующие элементов 2И-НЕ. Полученные сигналы с элементов 2И-НЕ подаются на соответствующие микросхемы внешних устройств.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, где введены следующие обозначения:
Uпит. нестаб -нестабилизированное питание микросхем, пропорциональное входному напряжению питания преобразователя;
Uпит.стаб - стабилизированное питание микросхем;
Uпит.аб - питание от аккумуляторной батареи;
ША - шина адреса;
АБ - аккумуляторная батарея;
RESET, - сигнал (высокого и низкого уровня) сброса процессора и внешних устройств в исходное состояние;
- сигнал записи (низкого уровня);
- сигнал чтения (высокий уровень) и записи (низкого уровня) на входе ОЗУ;
- сигнал выбора микросхемы (низкий уровень).
Uпит. нестаб -нестабилизированное питание микросхем, пропорциональное входному напряжению питания преобразователя;
Uпит.стаб - стабилизированное питание микросхем;
Uпит.аб - питание от аккумуляторной батареи;
ША - шина адреса;
АБ - аккумуляторная батарея;
RESET, - сигнал (высокого и низкого уровня) сброса процессора и внешних устройств в исходное состояние;
- сигнал записи (низкого уровня);
- сигнал чтения (высокий уровень) и записи (низкого уровня) на входе ОЗУ;
- сигнал выбора микросхемы (низкий уровень).
На фиг. 2 представлены временные диаграммы напряжений в контрольных точках схемы по фиг. 1 и формирования сигнала начальной установки RESET МСУ.
Схема предлагаемого устройства (фиг. 1) содержит первый делитель напряжения из последовательно соединенных резисторов 1 и подстрочного резистора 2, подключенного к источнику нестабилизированного питания (Uпит. нестаб) и второй делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенного резистора 3 и стабилитрона 4. Средняя точка первого делителя напряжения соединена с инверсным входом компаратора 5, средняя точка второго делителя соединена с первым входом компаратора 5. Выход компаратора 5 поступает на базу транзисторного ключа 6. Коллектор транзисторного ключа 6 через резистор 7 присоединяется к источнику стабилизированного питания (Uпит.стаб), эмиттер соединен с общим проводом (О). Между источником стабилизированного питания и общим проводом находится последовательная цепочка из диода 8 и конденсатора 9, причем катод диода соединен с плюсом стабилизированного источника питания (Uпит.стаб.), а общая точка диода 8 и конденсатора 9 соединен с коллектором транзисторного ключа 6 и входом элемента И-НЕ 10. Выход элемента И-НЕ 10 подается на вход элемента И-НЕ 11 и вход RESET микропроцессора 12. Микропроцессор 12 соединяется с помощью ША с селектором адреса внешних устройств 13, выход которого CS соединяется с элементом И-НЕ 14 (количество элементов И-НЕ зависит от числа внешних устройств). Выход элемента И-НЕ 14 соединяется с первым входом элемента 2И-НЕ 15, на второй вход элемента 2И-НЕ 15 подается сигнал с выхода элемента И-НЕ 11. Сигнал записи микропроцессора 12 (или сигнал чтения, в зависимости от конфигурации МСУ) подается на элемент И-НЕ 16, выход которого соединен с первым входом элемента 2И-НЕ 17, на второй вход которого подается сигнал с выхода элемента И-НЕ 11. Выходы элементов 2И-НЕ 15 и 17 подаются соответственно на управляющие входы CS и R/W внешнего устройства 18. Питания (Uпит.аб) внешнего оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) осуществляется от аккумуляторной батареи (АБ) 19 через диод 20. Заряд АБ 19 осуществляется через диод 21 и резистор 22 от источника стабилизированного питания.
Принцип работы схемы рассмотрим для случая, когда в качестве внешнего устройства 18 (фиг. 1) применяется ОЗУ. На фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжений в контрольных точках фиг. 1, обведенных кружками. На фиг. 2 дополнительно показаны:
Uвх.уст - напряжение уставки, пропорциональной минимальному входному напряжению питания преобразователя;
Uип.мин - максимальное напряжение стабилизированного питания микросхем, при котором микросхема выполняет свое функциональное назначения;
Uсраб - напряжение срабатывания микросхем по входу (при переходе из состояния высокого уровня в низкий и наоборот).
Uвх.уст - напряжение уставки, пропорциональной минимальному входному напряжению питания преобразователя;
Uип.мин - максимальное напряжение стабилизированного питания микросхем, при котором микросхема выполняет свое функциональное назначения;
Uсраб - напряжение срабатывания микросхем по входу (при переходе из состояния высокого уровня в низкий и наоборот).
При подачи напряжения питания на МСУ напряжение в точке 1 (кривая 1 на фиг. 2) повторяет напряжение нестабилизированного питания в определенном масштабе (делитель напряжения на резисторах 1 и 2). В точке 2 (кривая 2 на фиг. 2) напряжение сначала повторяет напряжение источника нестабилизированного питания, затем стабилизируется стабилитроном 4 на уровне выбранной установки (Uвх.уст на фиг. 2). Стабилизированное питание (кривая 3 на фиг. 2) имеет запаздывание по времени относительно нестабилизированного питания за счет фильтрации нестабилизированного питания. В момент пересечения кривых 1 и 2 на выходе компаратора формируется сигнал низкого уровня, который позволяет закрыть транзисторный ключ 6, после чего производится заряд конденсатора 9 через резистор 7. Напряжение стабилизированного питания Uпит.стаб 3 пересекает пороговое напряжение Uип.мин раньше, чем напряжение на входе логического элемента 10 достигнет порога срабатывания Uсраб. На интервале между точкой пересечения кривой 3 с Uип.мин и точкой пересечения кривой 4 с Uсраб, на выходе элемента 10 вырабатывается сигнал высокого уровня RESET. При этом происходит сброс процессора в исходное состояние, а сигналом (на выходе элемента 11) осуществляется запрет прохождения микропроцессорных управляющих сигналов и выбора микросхемы от микропроцессора 12 к микросхеме 18.
При снижении напряжения питания преобразователя и, соответственно, МСУ напряжение в точке 1 (фиг. 1) достигает напряжения Uвх.уст, при этом напряжение на выходе компаратора 5 становится положительным и включается транзисторный ключ 6, который разряжает конденсатор 9. Напряжение в точке 4 (фиг. 1) снижается до уровня Uсраб, и на выходе элемента 10 появляется сигнал высокого уровня RESET, который сбрасывает микропроцессор 12 в исходное состояние, а сигналом осуществляется запрет прохождения микропроцессорных сигналов управления R/W и сигнала выбора микросхемы . В рассматриваемом случае на элемент 18 (ОЗУ) запрещается подача сигнала записи и выбора микросхемы как при подаче напряжения, так и при его исчезновении фиг. 2), что важно для сохранения промежуточной информации и недопущения записи ложных данных. Данные в ОЗУ (микросхема 18) сохраняются за счет использования АБ 19, которая автоматически включается при исчезновении напряжения питания.
В случае использования других внешних устройств 18, организуется запрет на прохождение тех управляющих сигналов от микропроцессора 12, которые необходимо запретить для данного внешнего устройства с добавлением соответствующих элементов 2И-НЕ.
Источники информации.
1. Адамия Г.Г., Беркович Е.И., Картавых А.С. и др. Статические агрегаты бесперебойного питания. Под ред. Ф.И.Ковалева. - М.: Энергоатомиздат, 1992, 288 с.
2. Однокристальные микроЭВМ. -М.: МИКАП, 1994, 400 с. рис. 8-16, с.316.
3. Нерода В.Я., Торбинский В.Э. и Шлыков Е.Л. Однокристальные микроЭВМ МС -51. -М.: Диджитал Компонентс, 1995, 164 с. рис. 2.16.
4. Абрайтис В. В., Аверьянов Н.Н., Белоус А.И. и др. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник в 2-х т. Под ред. В.А.Шахнова. - М.: Радио и связь, 1988, Т.1, 368 с. рис. 3.84, с.170.
Claims (1)
- Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем, содержащее RC-цепочку, связанную общей точкой с входом RESET микропроцессора и подключенную крайним выводом резистора к потенциальному выводу источника стабилизированного питания, а крайним выводом конденсатора к общему выводу, селектор адреса, входом соединенный с выходом микропроцессора при помощи шин адреса, а выходами связанный с соответствующими внешними устройствами, отличающееся тем, что введены компаратор, два делителя напряжения, управляемый ключ, n + 3 элемента И - НЕ и (n + 1) элементов 2И - НЕ, где n - число внешних устройств, причем делители напряжения подключены к выводам источника питания, пропорционального напряжению питания преобразователя, первый делитель напряжения выполнен на последовательно соединенных резисторах, второй делитель напряжения выполнен на последовательно соединенных стабилитроне и резисторе, на вход компаратора подается разность напряжения уставки, сформированного на втором делителе напряжения и части напряжения питания преобразователя, сформированной первым делителем напряжения, управляемый ключ подключен параллельно конденсатору RC-цепочки, а цепь его управления связана с выходом компаратора, общая точка RC-цепочки соединена с входом RESET микропроцессора через первый элемент И - НЕ, выход первого элемента И - НЕ соединен с входом второго элемента И - НЕ, выход чтения-записи микропроцессора подключен к входу третьего элемента И - НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента 2И - НЕ, выходы селектора адреса связаны с входами соответственно четвертого и последующих элементов И - НЕ, выходы четвертого и последующих элементов И - НЕ связаны с первыми входами соответственно второго и последующих элеметов 2И - НЕ, а вторые входы элементов 2И - НЕ соединены с выходом второго элемента И - НЕ, выход первого элемента 2И - НЕ связан с входом чтения - записи внешних устройств, а выходы второго и каждого последующего элементов 2И - НЕ свяазаны с входом выбора микросхемы соответствующих внешних устройств.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119321A RU2106736C1 (ru) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119321A RU2106736C1 (ru) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106736C1 true RU2106736C1 (ru) | 1998-03-10 |
RU96119321A RU96119321A (ru) | 1998-05-20 |
Family
ID=20185976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96119321A RU2106736C1 (ru) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106736C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180247U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-06-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Автоматический повышающий преобразователь напряжения |
-
1996
- 1996-09-27 RU RU96119321A patent/RU2106736C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Нерода В.Я., Торбинский В.Э., Штыков Е.Л. Однокристальные микроЭВМ МС-51-М. Диджитал Компонатс, 1995, рис. 2. 16. Микропроцессоры и микропроцесорные комплекты интегральных микросхем. Справочник/ Под ред.В.А.Шахнова, М.: Радио и связь, 1988, т. 1, рис. 3. 84, с. 170. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180247U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-06-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Автоматический повышающий преобразователь напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0426663B1 (en) | Apparatus for defined switching of a microcomputer to standby mode | |
US5382839A (en) | Power supply control circuit for use in IC memory card | |
KR940010419B1 (ko) | 반도체집적회로 | |
US4384350A (en) | MOS Battery backup controller for microcomputer random access memory | |
US4388706A (en) | Memory protection arrangement | |
US4669066A (en) | Memory data holding circuit | |
US5550729A (en) | Power sequencing control | |
KR890007295A (ko) | 파워다운 모드를 갖는 반도체 집적회로 장치 | |
US4580248A (en) | Electronic apparatus with memory backup system | |
US5278798A (en) | Semiconductor memory device | |
US5070481A (en) | Coordinated circuit for supplying power from a d-c source to a microcomputer and its semiconductor memories | |
RU2106736C1 (ru) | Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем | |
US6667604B2 (en) | Power supply circuit with continued power generation after switch turn-off | |
US5063355A (en) | Timer circuit | |
USRE32200E (en) | MOS battery backup controller for microcomputer random access memory | |
US6631467B1 (en) | Microcomputer timing control circuit provided with internal reset signal generator triggered by external reset signal | |
JP3838722B2 (ja) | 強制動作機能付き制御回路を有する半導体装置 | |
US5566311A (en) | Semiconductor memory controller for reducing pass through current | |
SU1434504A1 (ru) | Запоминающее устройство с сохранением информации при аварийном отключении питани | |
JPS6120077B2 (ru) | ||
SU1179436A1 (ru) | Запоминающее устройство ' с сохранением информации при аварийном отключении питания | |
US4433250A (en) | Power supply control apparatus | |
RU1817086C (ru) | Устройство дл вывода информации | |
KR100207488B1 (ko) | 고 전압 클럭 발생장치 | |
SU1599901A1 (ru) | Устройство дл сохранени информации в полупроводниковой пам ти при аварийном отключении питани |