Компоненты встроенных систем 1 Таймер

4.6 Система контроля питания
Система питания является фундаментом для любой электронной схемы. К
сожалению, во встроенных системах не всегда удается добиться качествен-
ного вторичного электропитания при использовании автономных источ-
ников энергии (аккумуляторов, химических элементов питания и т.п.), бор-
товой сети (например, в автомобиле), при наличии большого количества по-
мех (например, на производстве). Система контроля питания предназна-
чена для обеспечения надежного функционирования микроконтроллера в
условиях нестабильного питающего напряжения.
Сразу после включения питания устройства на плате начинаются пере-
ходные процессы. Нарастание напряжения происходит не мгновенно и не
линейно, время установки стабильного напряжения питания зависит от схе-
мы 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 за-
данной 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 обыч-
ной памяти контроллера текущее состояние прикладной программы, что-
бы после возобновления подачи электроэнергии продолжить работу с пре-
рванного 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 проек-

тировании такого рода программ очень полезно использовать конечные ав-
томаты.
Задача супервизора питания – отследить уровень питающего напряжения 
и выдать цифровой сигнал, если уровень не соответствует заданному крите-
рию.
К чему могут привести изменения питающего напряжения?
Так как схема не является чисто активной нагрузкой, при включении пита-
ния начинаются так называемые переходные процессы. Уровень питания ус-
танавливается 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 мо-
жет десятки раз включаться и выключаться отрабатывая начальный уча-
сток 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 исполь-
зование 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 регулируе-
мой 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, элек-
тронным компонентам приходится работать в недопустимых условиях (на-

пример, 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

жүктеу/скачать 341,06 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: