[发明专利]防护单片机芯片被倒插致损的方法和电路

说明书

防护单片机芯片被倒插致损的方法和电路。设置监控电路，内含微处理器主芯片U2，来监控单片机之MCS‑51系列芯片U1是否被倒插入插座中。监控电路内晶体管Q1串接于单片机供电源Vcc输入端。芯片U1的3条脚分别电联接至所述主芯片U2的P1各脚；单片机加电时，方法一，检测所述主芯片U2的脚P1.3为高电平，说明单片机在“复位”状态，其U1的脚PSEN和ALE皆为高电平，系正常状态；反之，该两脚是低电平，则U1是被倒插了，Q1瞬间转换为截止，Vcc遮断；方法二，检测Q1管压降V_D‑S值，若异常增大，则U1是被倒插了，Q1瞬间截止，Vcc遮断。该方法和电路简单、可靠，适用于51系列单片机施教和学习场合。

技术领域

本发明涉及用作教学器械的单片微计算机(以下简称“单片微机”或“单片机”)，特别是涉及MCS-51系列单片机在施教和学习过程中，防护并警示其芯片被倒插致损的方法和电路。

背景技术

现有技术MCS-51系列单片机在电子控制设备制造行业和高等院校及中等职业学校教学中，广泛应用于仪器仪表、家庭电器、医疗设备、航空航天和各种专用设备的智能化管理，以及过程控制等领域。但是一些初学者在使用所述单片机时，往往不清楚该单片机装用微处理器（以下简称“芯片”或“主芯片”）的引脚排列顺序，很容易把所述单片机芯片颠倒方向插入(以下简称为“倒插”)其双列直插型插座内，造成该单片机及其芯片电路短接，致使所述芯片及周边电路受伤，甚至毁损。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，避免上述现有技术的不足之处而提出一种通过检测MCS-51单片机接通电源的复位过程中，该单片机芯片的PSEN、ALE引脚的特定输出电压值，或者对比该单片机外围电路中用于接通/关断该单片机及其芯片电源Vcc的电力场效应晶体管，在正常状况接通电源Vcc和芯片被倒插时接通电源Vcc的漏极–源极电流I_D-S变化，来判断所述单片机芯片是否被倒插。一旦检测到所述芯片被倒插，立即由检测监控电路输出“关断电源”信号，所述场效应晶体管瞬即转换为“截止”状态，遮断该单片机的Vcc电源，同时启动声、光告警，以微秒级速度对所述单片机及其芯片实施有效保护。

本发明为解决所述技术问题采用的技术方案是，一种防护单片机芯片被倒插致损的方法，包括如下步骤：

A．为单片机插用的MCS-51系列芯片U1设置对其至少俩引线脚的电平进行监测的功能，将监测结果同所述芯片U1正常工作时该俩引线脚的电平值做比较和进行逻辑运算，判定所述芯片U1是否被倒插入了该单片机双列直插型插座SK1中。若“是”，实时启动声、光告警，同时，令串接于该单片机供电线路中的晶体管Q1快速遮断供电源引入端子Power的电压供给,使所述芯片U1及其外围设备的端子Vcc=0 ；

B．为实施上述步骤A，创建分别电联接所述单片机用于防护其MCS-51系列芯片U1被倒插致损的各周边硬件电路，和编写控制所述各周边硬件电路有序运行的软件程序贮存于只读存储器中，制成保证用于施教和学习的单片机安全运行的检测监控电路；

C．所述单片机在用于施教和学习过程中，如果其MCS-51系列芯片U1的引线脚RST呈现高电平，则该单片机为“复位”状态；此时该单片机若在正常工作，所述芯片U1的引线脚PSEN和ALE应该都是高电平；否则，所述引线脚PSEN和ALE均呈现低电平，则应判定该芯片U1是被倒插入所述单片机的SK1插座中了；

D．为实施上述各步骤A至C，设置另一微处理器用作为守护所述施教和学习的单片机安全运行的检测监控电路之主芯片U2，将所述单片机芯片U1的引线脚RST、PSEN和ALE分别电联接至所述检测监控电路的主芯片U2的引线脚P1.3/ADC3、P1.2/ADC2和P1.4/ADC4 ，在所述单片机加电运行时，检测所述检测监控电路（400）主芯片U2的引线脚P1.3/ADC3的电平；