Аппаратные и программные средства встраиваемых систем
Система контроля питания
жүктеу/скачать 3,23 Mb. Pdf көрінісі
|
| 1.2.6 Система контроля питания
Система питания является фундаментом для любой электронной схемы. К сожалению, во встроенных системах не всегда удается добиться качественного вторичного электропитания при использовании автономных источников энергии (аккумуляторов, химических элементов питания и т.п.), бортовой сети (например, в автомобиле), при наличии большого количества помех (например, на производстве). Система контроля питания предназначена для обеспечения надежного функционирования микроконтроллера в условиях нестабильного питающего напряжения [40]. Сразу после включения питания устройства на плате начинаются переходные процессы. Нарастание напряжения происходит не мгновенно и не линейно, время установки стабильного напряжения питания зависит от схемы и составляет обычно десятки-сотни миллисекунд. На этот момент времени система контроля питания задерживает старт микроконтроллера. Если старт не задержать, микроконтроллер, получая нестабильное питание, может давать сбои в работе и часто рестартовать. В процессе работы система контроля питания постоянно проверяет уровень напряжения в цепях питания. Если уровень отклоняется от заданной величины, система контроля питания вырабатывает прерывание. Обработчик прерывания может корректно завершить работу встраиваемой системы, например, при внезапном пропадании питания. Что можно сделать в обработчике прерывания, когда произошел сбой питания? Можно попытаться сохранить в энергонезависимой или обычной памяти контроллера текущее состояние прикладной программы, чтобы после возобновления подачи электроэнергии продолжить работу с прерванного места. Естественно, для реализации такого механизма защиты от сбоев питания вы должны реализовать свою программу так, чтобы в ней были четко выражены состояния ее работы. Другими словами, при проектировании такого рода программ очень полезно использовать конечные автоматы. Задача супервизора питания – отследить уровень питающего напряжения и выдать цифровой сигнал, если уровень не соответствует заданному критерию. К чему могут привести изменения питающего напряжения? 37 Так как схема СнК не является чисто активной нагрузкой, при включении питания начинаются так называемые переходные процессы. Уровень питания устанавливается не сразу, а в течении нескольких десятков - сотен миллисекунд, при этом в ряде случаев могут возникать хаотичные колебания напряжения. В результате, микропроцессор и программируемая логика может десятки раз включаться и выключаться отрабатывая начальный участок алгоритма. Такое поведение схемы может отрицательно сказываться на энергонезависимой памяти устройства, так и на объекте управления, подключенном к УСО системы ввода-вывода. Аналогичные переходные процессы обычно возникают при выключении устройства или при внезапном и кратковременном пропадании питающего напряжения ( например из-за плохого контакта). Самым простым способом борьбы с этим явлением, является использование супервизора питания, который держит сигнал RESET в активном состоянии на время работы переходных процессов. Обычно, для защиты от переходных процессов супервизоры питания снабжают компаратором с триггером Шмидта, а также счетным таймером, для организации регулируемой или постоянной задержки выходного сигнала. Очень серьёзную проблему вызывает подача нескольких напряжений питания на схему. Какие проблемы могут возникнуть? Во-первых, при некорректной подаче питающего напряжения снижается надежность электронных компонентов, что в свою очередь снижает срок службы СнК. Это происходит из-за того, что некоторое время после включения, электронным компонентам приходится работать в недопустимых условиях (например, только с одним источником питания вместо трёх). Во-вторых, возможны ситуации, когда некорректная подача нескольких напряжений на плату вызывает превышение допустимых токов или напряжений на выводах микросхем, что может привести к фатальным последствиям. Из-за некорректной подачи нескольких напряжений может возникнуть тирристорный эффект, приводящий к временному повышенному энергопотреблению или даже выходу устройство из строя. Возможен так же конфликт системных шин, возникающий из-за того, что при старте часть системных шин работает встык друг другу (обе шины работают на выход одновременно). Решение проблем, связанных с несколькими питающими напряжениями также возможно с помощью супервизора питания. жүктеу/скачать 3,23 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|