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　　型号：SGM706-RYS8G/TR                 品牌：SGMICRO

　　GENERAL DESCRIPTION

　　The SGM706 microprocessor supervisory circuit reduces the complexity and number of components required to monitor power-supply and monitor microprocessor activity. It significantly improves system reliability and accuracy compared to separate ICs or discrete components.

　　The SGM706 provides power-supply monitoring circuitry that generates a reset output during power-up, power-down and brownout conditions. The reset output remains operational with VCC as low as 1V. Independent watchdog monitoring circuitry is also provided. This is activated if the watchdog input has not been toggled within 1.6 seconds.

　　In addition, there is a 1.25V threshold detector for power-fail warning, low-battery detection, or monitoring an additional power supply. An active-low manual-reset input (/MR) is also included.

　　The SGM706 is available in Green SOIC-8 package. The SGM706-S is available in both Green SOIC-8 and MSOP-8 packages. They operate over an ambient temperature range of -40℃ to +85℃.

　　FEATURES

　　• Precision Supply-Voltage Monitor

　　4.65V for SGM706-L

　　4.40V for SGM706-M

　　4.0V for SGM706-J

　　3.08V for SGM706-T

　　2.93V for SGM706-S

　　2.63V for SGM706-R

　　• Guaranteed /RESET Valid at VCC = 1V

　　• 200ms Reset Pulse Width

　　• Debounced TTL/CMOS-Compatible

　　Manual-Reset Input

　　• Independent Watchdog Timer (1.6sec) Timeout

　　• Voltage Monitor for Power-Fail or Low-Battery Warning

　　• -40℃ to +85℃ Operating Temperature Range

　　• SGM706 is Available in Green SOIC-8 Package

　　• SGM706-S is Available in both Green SOIC-8 and MSOP-8 Packages

　　APPLICATIONS

　　Computers

　　Controllers

　　Intelligent Instruments

　　Automotive Systems

　　Critical μP Power Monitoring

　　看门狗(watchdog timer 简称WDT)是硬件系统设计必不可少的模块之一，它能防止程序无限制的运行，造成死循环，或程序跑飞。其原理就是：在系统正常工作的时候，MCU每隔一段时间会给看门狗输入一个喂狗信号，如果在超过规定的时间不喂狗，WDT定时超时，就会回给系统一个复位信号，使系统复位，防止系统死机。同时，有些设备，比如笔者所负责的一款低成本电网智能采集终端产品，还需带掉电检测功能，当停电后，系统能及时切换到后备电池供电，来达到记录掉电信息的目的。

　　让系统同时具备看门狗和掉电检测功能，有两种方案：

　　1)分立式方案，即采用分立元件或单一功能芯片的电路，比如用一块普通看门狗芯片和一块电压检测芯片组合实现;

　　2)集成式方案，即采用一块同时具备看门狗功能和掉电检测功能的芯片来实现。

　　集成式方案相比分立式方案，外围电路设计简单，使用起来方便可靠，同时能有效提高系统精确度，价格也不贵，所以笔者选择集成式方案。通过查询资料和厂家推荐，笔者最终选用了一款圣邦微看门狗芯片，型号为SGM706，原因在于：

　　1)宽工作温度范围为-40℃到+85℃，超宽存储温度范围为-65℃到+150℃，特别满足国网和南网地域大温差需求;

　　2)掉电检测响应速度快，以便MCU及时检测到掉电信号，切换到后背电池供电;

　　3)带手动复位功能，系统软件卡死后，可以强制复位;

　　4)超低功耗，典型值为50μA，能延长后备电池的工作时间;

　　5)具备很强的防静电能力，带电人体的放电模式能达到4kV，带电机器的放电模式能达到300V;

　　6)封装小，为SOIC-8的封装，方便布局，大大节省了layout资源;

　　7)低成本，满足产品批量供货后的成本需求。

　　由SGM706搭建的WDT和掉电电压检测电路如图1所示。

　　图1：基于SGM706的微系统

　　此设计有以下功能：

　　1)上电自动复位功能;

　　2)供电电压不足，系统复位功能;

　　3)掉电检测功能。当输入到PFI引脚的电压小于1.25V时，PFO引脚输出的Vdown信号为“低”;

　　4)硬件看门狗功能。看门狗定时时间为1.6s，当看门狗不在规定时间喂狗，SGM706的RESET引脚输出的PW_EN信号为“低”，控制3.3V LDO使能脚，使主系统彻底复位;

　　5)手动复位功能。当输入到MR引脚的信号小于0.8V，可通过按键复位电路成功。

　　其中SGM706部分设计原理如图2所示。

　　图2：SGM706电路设计

　　SGM706采用5V进行供电，MCU采用3.3V供电，所以看门狗信号需要进行电平转换输入到WDI引脚，V3、R13和R50组成电平转换电路;R12和C21组成上电复位电路;R11为上拉电阻，K5为按键复位，C22为去耦电容;R18、R19对12V进行分压，当12V电源跌到一定值后时，PFO输出“低”，否则输出“高”，Vdown会经过电平转换到MCU。笔者选用12V作为掉电检测信号，是因为电网智能采集终端停电后，最直接反应就是12V掉电。如图3所示，加上电容、看门狗等器件影响，只有判断12V信号才能最准确判断是否停电。

　　图3：电压转换示意图

　　笔者在设计掉电检测电路时碰到了一个问题：分压电阻R18、R19比例选择不正确，导致MCU不能准确判断掉电。

　　原设计设定的门限值为5.2V，即当12V掉到5.2V时，Vdown输出“0”。测试波形显示门限值5.2V太小，12V跌倒5.2V时间过久，如图4所示。由于12V上并联的电容量远大于系统电源3.3V上并联的电容量，停电后，系统电源3.3V维持不了那么久，MCU就不能检测到掉电信号，就没法及时切换备用电池，保存掉电信息。

　　图4：Vdown和V12P0波形(图中黄线为Vdown，蓝线为V12P0)

　　改进设计，将R18、R19的电阻比调整如图2所示，即将5.2V门限提高到10.5V。测试波形如图5所示，Vdown触发的时间减少了一半，保证了MCU能及时检测到掉电信号，保存掉电数据。

　　图5：改进后的Vdown和V12P0波形(图中蓝线为Vdown，黄线为V12P0)

　　SGM706模块集看门狗和掉电检测功能一体化，外围电路简单，极大地方便了用户，但在设计掉电检测电路时要注意根据整个系统的电源方案来选择合适的被检测信号和分压电阻。

　　在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，会导致程序指针错误，不在程序区，取出错误的程序指令等，都会陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续正常工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果。

　　看门狗就是定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号的电路。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

　　看门狗电路的应用，使单片机可以在无人状态下实现连续工作，其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连，该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平)，这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时，写看门狗引脚的程序便不能被执行，这个时候，看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号，便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使单片机发生复位。即程序从程序存储器的起始位置开始执行，这样便实现了单片机的自动复位。

　　看门狗，又叫 watchdog timer，是一个定时器电路，一般有一个输入，叫喂狗(kicking the dog or service the dog)，一个输出到MCU的RST端，MCU正常工作的时候，每隔一段时间输出一个信号到喂狗端，给 WDT 清零，如果超过规定的时间不喂狗，(一般在程序跑飞时)，WDT 定时超过，就会给出一个复位信号到MCU，使MCU复位. 防止MCU死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。

　　工作原理：在系统运行以后也就启动了看门狗的计数器，看门狗就开始自动计数，如果到了一定的时间还不去清看门狗，那么看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断，造成系统复位，所以在使用有看门狗的芯片时要注意清看门狗。