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专利名称：用于电压检测显示器的看门狗的制作方法
技术领域：
本发明涉及故障预警系统，尤其涉及通过电压检测显示器警告用户微控制器的故障。
背景技术：
通常用于检测高电压存在的电压检测器使用微控制器自动地控制部分的设备，如电压输入和显示器。电压检测器的显示器可以被间歇性地刷新以实时地提供由检测器检测到的输入电压的视觉指示。微控制器可被用于控制显示器的刷新及所显示的电压值的准确性。
微控制器也可包含看门狗计时器，如果微控制器由于一些故障条件忽略了定期服务看门狗，则触发系统复位或其他纠正措施。目的是使系统从没有响应的状态回到正常工作状态。看门狗定时器最常见的用途是在嵌入式系统中，其中看门狗定时器通常是微控制器的一个内置单元。看门狗计时器也可外置于微控制器。看门狗计时器也可以触发故障-安全控制系统以进入安全状态，例如关闭高电压电子输出，以及其它潜在危险的子系统直到故障被清除。
这种电压检测器的缺点是如果微控制器发生故障，则所显示的电压的值可能不会准确地表示实际被检测的电压。例如，检测到的电压可能远远高于所显示的电压从而使用户遭受伤害的极端风险。发明内容
本发明凭借独立权利要求所述的特征解决这个问题。其优选的有利的实施例由从属权利要求的特征表示。
本发明提供了一种包括看门狗计时器的电压检测器，专用于监视微控制器操作的显示器，并且如果检测到故障时，通过显示器触发视觉报警机制以警告用户有故障以及由显示器所指示的值可能不准确并可能存在受伤的风险。
例如，如果故障被看门狗计时器所确定，它可能触发报警机制，导致显示器停止显示检测到的电压值并改为显示有危险的高电压值以警告客户他们可能有危险，即使没有这样有危险的电压存在。这样保证了用户在任何情况下的安全，不论微控制器故障是否为轻微性质的或者更严重的。
在一个优选的实施例中，看门狗计时器被独立于微控制器设置，S卩，设在微控制器外部而不是组成微控制器。这是有利的，因为它不受到微控制器相同的时钟信号，从而提供了一个额外的独立的故障检测装置，例如，除了专用于监测微控制器的其他部件或功能的其他看门狗电路。
在另一个实施例中，通过触发显示器的控制器的异步复位，看门狗被配置为触发视觉警告。例如，只要检测到微控制器故障就有效地使显示器生成警告消息，这有益地简化了系统操作，从而有利地避免了重新启动微控制器，这将在任何情况下都不必要去补救故障。
在进一步的实施例中，如果在预定时间内没有收到来自微处理器的特定序列的信号，则触发显示控制器的异步复位。这提供了具有安全机制的电压检测器区分微控制器的正常运行和故障，意即，其中看门狗不由微控制器刷新。
在另一个实施例中，显示控制器包括时钟，配置为抑制检测到的来自微控制器的电压数据信号，其由显示控制器在预定时间后接收。通过确保一旦确定出微控制器故障就触发视觉报警，并立即警告用户和不断地告知用户潜在风险，这提供了一个高水平的安全， 即使微控制器返回到看似正常，即通过发送进一步的信号，其在指定的序列和预定的时间限制中。
在一个优选的实施例中，显示器包括多个LED，用以指示各个被检测到的电压值。 每一个LED可显示特定的被检测到的输入电压，其中要么点亮个别的LED以显示被检测到的电压，或者点亮所有LED包括被检测到的电压。最高的电压在同一时间可以点亮所有的 LED。显示器也可以包括进一步的LED，其与电压检测器的各种其它功能相联系，例如电压类型，即AC或者DC、电压相位和/或极性以及电池电源。视觉报警可因此同样地包括所有 LED同时运作。通过操作所有相对应最高电压的LED或者处理其它额外的LED，检测器因此保证了对用户的清楚的视觉报警以及没有关于用户可能受到由于微处理器故障而带来的潜在危险的模棱两可。本领域技术人员将理解其它提供报警的手段是可行的，例如音频或机械警告。


图I是本发明示例性实施例的框图。
图2是本发明示例性实施例的电路图。
图3是根据本发明示例性阐述图2电路的操作步骤的流程图。
具体实施方式
图I是显示电压检测器100的框图，电压检测器100包括微控制器101，其控制数据的写入，包括由检测器检测到的电压值，经由数据链路105至显示器104。看门狗计时器 102配置为检测微控制器的功能以检查微处理器是否经由数据链路106产生了复位脉冲。 这种微处理器脉冲的定期发生显示了微处理器的正确功能。看门狗计时器优选地设置在微控制器外部以使其不受到与微处理器同样的时钟信号的限制。看门狗计时器经由数据链路 107依次连接至显示控制器103。这样的显示控制器的一个例子是一个8位的并行输出的串行移位寄存器，例如由Texas Instruments制造的SN74HC164。显不控制器作为驱动,经由数据链路108通过依赖于显示控制器的输入操作的多个输出来控制所述显示器。看门狗计时器有效地作为LED控制器和微处理器之间的接口。
图2是本发明的示例性实施例中的电路图。输入Shift_CLR和Shift_WDT是由微控制器确定并负责根据其输入信号的极性改变低(L电平)和高(H电平)之间的显示控制器 CLR。
根据本发明的一个优选实施例，由微控制器发送到Shift_CLR和Shift_WDT输入的信号序列为显示控制器准备将检测到的电压数据写入其中。此后，微处理器经由Shift_ SET输入发送所检测的电压数据到显示控制器。将要显示的信息需要在200S内进行设置。 否则没有数据移入的电压LED将开启。
显示控制器的输出反过来控制多个LED的操作，它们可以各自代表电压值，例如12V，24V，50V，120V，230V，400V和690V。当由电压被电压检测器测量时，微处理器经由 Shift_CLR输入发送一个信号到显示控制器以指示当前被显示的信息是否应维持或改变。 显示控制器相应于所检测的电压，控制单一的LED或一些LED的操作，以便向用户显示所检测的电压。检测电压的同时，微控制器周期性刷新LED的显示，以确保显示的是当前的电压值。
图3是一个流程图，表示了一些不同的操作步骤，其是由本发明示例性实施例中图2的电路执行的。特别地，图3阐述被进行的操作步骤以为显示控制器准备在微处理器的正常操作期间将检测到的电压数据写入其中，除了当被确定的微控制器的故障时被实施的替代步骤。
为了将被检测的电压信息写入显示器，微处理器最初设置输入Shift_CLR到H电平。然后发生几微秒的暂停用以让电晶体(T6)释放电容CU。T6起到换流器的作用从而造成在T6(Shift_CLR)的基础上的H-电平设置以产生显示控制器的CLR输入处的L-电平设置。作为响应，显示控制器稍后执行其输出端的异步复位。然后输入Shift_CLR被清零。 几微秒的停顿之后，看门狗输入Shift_WDT被微控制器设置为H电平。这种H电平的移位被输入到显示控制器并导致显示器的CLR输入被复位至H电平，反过来导致显示控制器的输出也被复位至H电平，其中连接到输出的LED是不可操作的，即处于关闭状态。
换言之，一序列操作步骤的发生以显示在微控制器的正常操作期间所检测到的电压信息。此序列包含由Shift_CLR输入的显示控制器的CLR输入的设置，随后由ShiftJVDT 输入的CLR序列复位。在本发明的一个优选实施例中，经由大约300微秒的显示控制器的 Shift_SET输入的CLK封锁，在CLR输入从L电平到H电平被复位后被实施。该封锁确保有足够的时间进行上述的要执行的操作步骤序列。此外，这也确保了来自微控制器的任何延迟移位脉冲，即那些不能在预定时间内被接收的脉冲，由于超时不能产生在显示器中的变化。任何延迟信号表明有故障并从而被抑制。在微控制器的正常操作期间，接收到的信号确保显示所检测到的电压值的LED都被关闭，因此，如果没有信号在预定时间内从微控制器被接收，则LED将被开启。
如果在预定时间周期内，Shift_WDT还没有设定为L电平并且稍后返回到H电平， 电容器Cll通过泄放电阻R44被放电。CLR输入下降到L电平的阈值(例如，经过约I秒)， 从而引起由显示控制器执行的的异步复位。如前所述，发生这样的复位，输出均设定为L电平从而使显示器的所有的LED (LEDs 3-9)同时被开启。所有LED操作的显示同时提供了给用户的清楚的视觉警告，即在微控制器中存在故障并且检测到的电压值可能不准确，从而表明检测器不再显示检测到的电压信息以及对用户而言现在是安全状态。在一个优选的实施例中，这种视觉警告一直保持并且显示器同时继续操作所有的LED，即使用户从被检测的电压源断开电压检测器的连接。
已知系统的一个明显的优势是处理链中的最后一个元素将显示警告消息，而不需要重新启动微控制器或执行任何进一步的诊断。已知的系统仅仅提供了一个专用的看门狗定时器并通常与微处理器合而为一，以在发生故障时自动复位微控制器，其需要微控制器的彻底的重启。发明考虑到的事实是，如果是一个性质更严重的故障，这样的微控制器的复位将不能补救故障。从而将导致被显示的检测到的电压信息的不准确以及用户潜在遭受伤害的明显风险。
权利要求
1.一种检测电压的电压检测器，所述检测器包括 微控制器，被配置为控制被检测的电压值对显示器的写入； 所述显示器，被配置为显示被检测的电压值； 看门狗计时器，用于确定所述微控制器的故障，其中所述看门狗计时器被配置为当故障被确定时，触发在所述显示器上的视觉报警。
2.如权利要求I所述的电压检测器，其中所述看门狗计时器独立于所述微控制器。
3.如权利要求I所述的电压检测器，其中所述显示器包括多个用于指示所述被检测的电压值的LED，以及包括同时操作所有所述LED的所述视觉报警。
4.如权利要求I所述的电压检测器，进一步包括控制所述显示器的显示控制器，其中所述看门狗计时器被配置为通过触发所述显示控制器的异步复位而触发所述视觉报警。
5.如权利要求4所述的电压检测器，其中如果来自所述微控制器的特定的信号序列没有在预定时间内被所述显示控制器所接受，则所述异步复位被触发。
6.如权利要求5所述的电压检测器，其中所述显示控制器包括时钟输入，被配置为在所述预定时间之后抑制由所述微控制器发送并由所述显示控制器所接收的信号。
7.如权利要求6所述的电压检测器，其中所述显示控制器进一步包括可被设置为低电平或高电平的清零输入，以及其中在所述清零输入被从所述低电平复位至所述高电平之后的等待时期，所述时钟输入抑制来自所述微处理器的信号。
8.一种用于电压检测器的方法，所述电压检测器包括显示被检测的电压值的显示器，所述方法包括 使用看门狗计时器确定微控制器的故障； 如果微控制器故障被所述看门狗计时器确定，则在所述显示器上触发视觉报警。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述看门狗计时器独立于所述微控制器。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述显示器包括多个LED，用于指示所述被检测的电压值以及同时操作所有LED以显示所述视觉报警。
11.如权利要求8所述的方法，进一步包括提供显示控制器以控制所述显示器，并且为了触发所述视觉报警，由所述看门狗计时器触发所述显示控制器的异步复位。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括如果来自所述微控制器的特定的信号序列没有在预定时间内被所述看门狗计时器所接受，则触发所述异步复位。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括在所述预定时间之后，使用在所述显示控制器中的时钟输入抑制由所述微控制器发送并由所述显示控制器接收的信号。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括 在所述显示控制器中提供清零输入并复位所述清零输入；以及 在所述清零输入被复位之后的等待时期，使用所述时钟输入抑制来自所述微处理器的信号。
15.一种检测数据的检测器，所述检测器包括 处理器，被配置为控制被检测的数据对显示器的写入； 所述显示器，被配置为显示被所述检测器检测到的数据； 看门狗计时器，用于确定所述处理器的故障，其中所述看门狗计时器被配置为当故障被确定时，触发在所述显示器上的视觉报警。
16.如权利要求15所述的检测器，其中所述看门狗计时器独立于所述处理器。
17.如权利要求15所述的检测器，其中所述显示器包括多个LED，用于指示所述被检测的数据以及包括同时操作所有所述LED的所述视觉报警。
18.如权利要求15所述的检测器，进ー步包括控制所述显示器的显示控制器，其中所述看门狗计时器被配置为通过触发所述显示控制器的异步复位而触发所述视觉报警。
19.如权利要求18所述的检测器，其中如果来自所述处理器的特定的信号序列没有在预定时间内被所述显示控制器所接收，则所述异步复位被触发。
20.如权利要求19所述的检测器，其中所述显示控制器包括时钟输入，被配置为在所述预定时间之后抑制由所述处理器发送并由所述显示控制器接收的信号；以及可被设置为低电平或高电平的清零输入，并且其中在所述清零输入被从所述低电平复位至所述高电平之后的等待时期，所述时钟输入抑制来自所述处理器的信号。
全文摘要
本发明涉及专用于电压检测器的显示控制器的看门狗计时器，其中看门狗确定在微控制器中的故障并通过显示控制器触发将被显示的视觉报警。这阻止了不准确的电压信息在微控制器故障的情况下被显示，并从而防止用户被暴露于极端伤害的风险，例如通过高压电的冲击。
文档编号G01R31/28GK102981115SQ20121032658
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者卢茨·瑞德赫斯 申请人:福禄克公司