一种MCU烧写过程中的自动喂狗的电路拓扑的制作方法

本发明属于电子产品，更具体地说，尤其涉及一种mcu烧写过程中的自动喂狗的电路拓扑。

背景技术：

1、在电子产品的制造过程中，我们常常使用单片机或arm控制器。这些控制芯片在初始状态下并没有任何程序。为了使单片机或arm芯片按照我们设计的功能执行操作，我们需要将预先编写好的程序文件烧录到控制器芯片中，这个把程序代码固化到非易失存储器的过程称为程序烧录。在单片机产品开发和生产过程中，使用swd/jtag接口进行在电路编程是应用非常广泛的一种方式。

2、在swd和jtag之类的协议出现之前，调试器及其协议一片混乱，每个mcu制造商都提出了自己的专有方法，将代码加载到他们的mcu上。制造商每次发布mcu时，嵌入式软件工程师都需要了解其专有协议，以将代码加载到微控制器中，费事费力，效率低下。

3、jtag是由ieee标准组织制定的标准，编号为ieee1149.1。可用于烧写程序、在线调试、端口扫描。为实现上述任务，jtag接口通常包含tck、tms、tdi、tdo、trst等5个信号。

4、swd(serial wire debug)，串行线调试，是arm公司设计的协议，用于对arm架构的微控制器进行编程和调试。swd接口通常包含swclk、swdio等2个信号。

5、jtag和swd接口都可以实现程序下载，各有优势。市面上的很多mcu都同时支持swd/jtag两种下载方式，而且二者的管脚是复用的。例如，swclk和tck均为swd/jtag接口的时钟信号，二者在硬件上通常为同一个管脚。swd/jtag接口都是串行接口，即每一个时钟节拍对应一个bit的数据传输。

6、强烈的干扰(emi、辐射等)及超范围的电源、输入信号等，均可能导致产品的程序进入不可预知状态，通常称为“程序跑飞”。这种故障将导致产品失效，且无法自我恢复。在产品电路设计中，通常会设计看门狗电路来处理这种情况。当程序正常运行，在规定的时间内(喂狗周期)完成喂狗，看门狗电路不起作用。当程序因某种原因跑飞，无法及时喂狗，看门狗电路就会复位mcu，令程序回到初始位置，从头开始运行。

7、但在程序烧录过程中，mcu的代码尚未执行，无法主动喂狗。如果烧写时间超出了喂狗周期，则mcu被强制复位，将导致烧写失败。

8、而现有的三种设计中，

9、设计的跳电阻

10、电路设计时，在看门狗输出信号到复位触发信号之间串入一颗低阻值(通常为0)的电阻。程序烧录时，该电阻不焊接；程序烧录完成后，补焊该电阻。

11、短路跳线帽

12、电路设计时，在看门狗输出信号到复位触发信号之间串入跳线插针。程序烧录时，拔掉跳线帽；程序烧录完成后，插上跳线帽。

13、拨码开关

14、电路设计时，在看门狗输出信号到复位触发信号之间串入一位拨码开关。程序烧录时，拨码开关拨至off位置；程序烧录完成后，拨码开关拨至on位置。

15、这几种切换方案各有优势，但存在一个共同的缺陷：模式切换时，需要人为干预，或手工焊接，或手工插拔，或手工拨码。现有实现方案存在切换效率低，易出错等固有弊病，不利于产品大规模生产、调试。

16、因此，设计了一种电路拓扑，实现程序烧录时自动喂狗，无需额外人为操作；烧录完成后，自动交还喂狗信号的控制权，不影响产品正常功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，实现了mcu程序烧录自动喂狗，避免了看门狗电路破坏程序烧录过程，从而达到了看门狗电路无需人为处理板卡即可自动适应程序烧录和正常工作两种状态。该电路引入到板卡设计中，可以节省板卡程序烧录前的准备工作时间及烧录后恢复正常状态的时间，同时避免因人为操作引起的失误、损坏、遗忘，可以大大提高烧录效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种mcu烧写过程中的自动喂狗的电路拓扑，包括mcu、看门狗芯片、复位芯片和喂狗信号or门电路，

4、所述mcu一端中心的gpio脚通讯连接有喂狗信号or门电路，且mcu的下方设有烧录接口，烧录接口的一端通过导线通讯连接有喂狗信号or门电路，喂狗信号or门电路的一端电性连接有看门狗芯片，看门狗芯片的一端电性连接有复位芯片，复位芯片的一端电性连接有mcu上方设置的复位接口rst；

5、mcu指微控制单元，又称单片微型计算机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc和dma周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制；

6、看门狗芯片，是一种硬件计时器，用于监控微控制器，它的主要功能是确保系统在出现软件故障时能够自动复位，从而恢复正常运行；看门狗芯片通过定期接收喂狗信号来工作，如果mcu未能及时发送喂狗信号，看门狗芯片将认为系统出现问题，并触发复位操；

7、复位芯片，是一种专门设计的集成电路，用于在电子设备中生成和监控复位信号；复位信号是确保系统在启动时能够正确初始化的关键信号；复位芯片提供多种功能，包括电源监控、手动复位输入和看门狗定时器监控；

8、喂狗信号or门电路，喂狗信号是看门狗定时器系统中的一个信号，用于重置看门狗定时器，看门狗定时器是一种硬件计时器，用于监控微控制器的状态；如果mcu未能定期发送喂狗信号，看门狗定时器将认为系统出现问题，并触发复位操作，以确保系统恢复正常运行；而or门电路是一种基本的逻辑门电路，它有两个输入和一个输出；or门的输出为高电平，当且仅当至少有一个输入为高电平，如果所有输入都为低电平，则输出也为低电平；因此，喂狗信号和or门电路结合使用。

9、优选的，所述看门狗信号or门电路包括q1三极管、r5电阻、r6电阻和r7电阻，q1三极管还包括基极、集电结和发射结，基极的一端电性连接有r6电阻，r6电阻的一端下方电性连接有r7电阻，r7电阻的一端电性连接有发射结，集电结的一端电性连接有r5电阻。

10、优选的，所述看门狗芯片与复位芯片二合一，形成um706ss芯片，而um706ss芯片是指电源监控及复位芯片，所述um706ss芯片一侧上设置有wdi引脚，wdi引脚的上方设有reset引脚，reset引脚的上方设有wdo引脚，wdi引脚的下方设有pfo引脚，wdi引脚的一端通过wdi导线电性连接有r5电阻，且um706ss芯片上的wdo引脚通过wdo导线电性连接有r3电阻，r3电阻的一端通过导线电性连接于um706ss上设置的mr引脚，mr引脚的下方设有与电源连接的vcc引脚，vcc引脚的下方设有gnd引脚，gnd引脚的下方设有pfi引脚，vcc引脚的一端连接有第一vcc电源电压，第一vcc电源电压的底部通过导线电性连接有c1电容，c1电容下方的一侧通过导线分别连接于um706ss芯片上设置的gnd与pfi引脚，c1电容底部的延伸端通过接地线线接地，所述wod引脚下方设有reset引脚。

11、优选的，所述r6电阻的一端电性连接有烧录接口，烧录接口的内部包括二极管，二极管顶部的d1端通过导线与d2端连接，d2端的底部通过接地线接地，且二极管上设置有四组接口，其中一组接口通过导线与r6电阻连接。

12、优选的，所述reset引脚通过导线电性连接有r4电阻，r4电阻的一端通过导线电性连接于mcu上设置的rst接口。

13、优选的，所述wdi导线的延伸端通过导线连接有r1电阻，r1电阻的一端通过导线连接有第二vcc电源电压。

14、优选的，所述第二vcc电源电压的一端通过导线电性连接有r2电阻。

15、优选的，所述r2电阻的一端通过导线串联r4电阻与rst连接线，且延伸端电性连接有c2电容，c2电容通过接地线接地。

16、本发明的技术效果和优点：

17、本发明电路拓扑实现了mcu程序烧录自动喂狗，避免了看门狗电路破坏程序烧录过程，从而达到了看门狗电路无需人为处理板卡即可自动适应程序烧录和正常工作两种状态。该电路引入到板卡设计中，可以节省板卡程序烧录前的准备工作时间及烧录后恢复正常状态的时间，同时避免因人为操作引起的失误、损坏、遗忘，可以大大提高烧录效率。

18、并且，该电路原理清晰，器件常规，成本低廉，易于实现。不占用芯片额外的接口资源，具有很强的普适性。