[实用新型]基于ARM嵌入系统的输出安全置位电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子信息技术领域，特别是基于ARM嵌入系统的输出安全置位电路。

背景技术

在许多工业控制应用场合，嵌入系统输出部分是必须符合运行安全及故障安全原则的。即系统的输出全过程必须是安全可知状态，在部分故障时也能保证输出为安全状态。目前基于ARM微控制器的嵌入式应用非常广泛，当系统的低成本输入输出扩展一直是各类应用面临的问题。应用74595进行离散量进行输出一直得到广泛应用，但由于基于ARM微控制器的嵌入式系统在系统上电到指令开始执行有大约100毫秒复位时间的空白失控状态，这段失控时间对许多有安全要求的应用是严重的问题。这主要由于ARM处理器的输出管脚默认为高阻状态，在扩展74595后，由于74595的RST和OE接ARM处理器的输出，或由于默认的高阻态造成74595的输出状态随机。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于ARM微控制器系统的输出安全置位电路，克服ARM微处理器的离散量输出扩展的输出置位安全问题，适用于输出安全状态要求较高的场合。

本实用新型改变传统的设计方法，利用ARM的输出信号和复位电路的低电平复位信号作为74595芯片的控制和数据信号，把74595的RST接到专有的复位电路输出结合ARM处理器的输出管脚默认为高阻状态，使74595的输出在微处理器复位时间内状态可控，从而达到输出的安全状态要求。同时对74595芯片进行级联扩展，每片74595可输出8路离散量信号，N片74595芯片级联则有Nx8路输出，作为ARM微控制器系统只需要4路输出，这样达到4路输出扩展为Nx8路输出的目的。

具体电路设计如下：

本实用新型由74595扩展电路、复位电路、ARM微控制器系统输出电路等构成，74595的SFTCLK(管脚11)接ARM微控制器的GPC5，74595的LCHCLK(管脚12)接ARM微控制器的GPC6，74595的RST(管脚10)接复位芯片输出nRESET(管脚2)，74595的OE(管脚13)接ARM微控制器的GPE6，同时74595的OE被R9上拉。74595的芯片级联方法如下：把第1块74595芯片的SDI(管脚14)接到相邻74595芯片的SDO(管脚9)，第1块74595芯片的SDO(管脚9)悬空，最后1块74595芯片的SDI(管脚14)接ARM微控制器的GPC7。

复位芯片MAX813的MR(管脚3)信号接复位开关，用于手工复位。

本实用新型的有益效果是：

系统采用SAMSUNG公司的S3C44B0X或NXP公司的LPC2300系列ARM微控制器系统的通用输入输出口，产生GPC5、GPC6、GPC7和GPE6的输出控制信号，采用MAXIM公司MAX813芯片或其它与该芯片兼容的芯片产生复位信号nRESET。系统上电后MAX813芯片产生复位信号，GPC5、GPC6、GPC7、GPE6和nRESET共同作用到74595芯片，使74595芯片的多路输出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH输出在稳定的0状态，当复位信号结束后，ARM微控制器开始执行指令，按照指令要求74595芯片的多路输出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH输出可以输出在0或1状态。这样使得系统从上电开始的全过程，均可保证74595芯片的多路输出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH状态可控，即系统扩展的输出可控。

在ARM嵌入系统上电后到程序正常运行前这段时间，能使离散量置于安全位。利用ARM嵌入系统的复位信号和系统的输入输出信号配合使串并行输出芯片74595芯片的输出置于可知的安全输出状态。应用74595芯片进行系统的离散量输出的输入输出扩展，解决ARM嵌入系统的输出管脚不足问题。

附图说明

图1是本实用新型的ARM嵌入系统的输出安全置位电路示意图。

图2是74595芯片的控制信号和级联方法图。

图3是复位芯片MAX813的电路连接方法图。

具体实施方式

如图1所示，ARM嵌入系统的输出安全置位电路由74595扩展电路、复位电路、ARM微控制器系统输出电路等构成，74595的SFTCLK(管脚11)接ARM微控制器的GPC5，74595的LCHCLK(管脚12)接ARM微控制器的GPC6，74595的RST(管脚10)接复位芯片输出nRESET(管脚2)，74595的OE(管脚13)接ARM微控制器的GPE6，同时74595的OE被R9上拉。