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如何实现单片机掉电检测与数据掉电保存?-嵌入式系统-与非网

当单片机正常工作时,由于某种原因突然断电,数据存储器将丢失(RAM)里的数据。在测量、控制等某些应用领域,单片机在正常工作中收集和计算一些重要数据,需要在下次上电后恢复。因此,在一些没有储备供电系统的单片机应用系统中,在系统完全断电之前,有必要存在收集或计算的重要数据 EEPROM 中。因此,通常的做法是在这些系统中添加单片机断电检测电路和单片机断电数据保存。

单片机脱电检测和数据脱电保存可以通过法拉电容平静地实现。电路见下图。这里首先用 6V 供电(如 7806)为什么? 6V 不用 5V 是显而易见的。电路中的二极管一般起两个作用,一是钳位,钳去 0.6V,保证大多数 51 所有系列单片机都可以 4.5V--5.5V 在标称工作电压下工作。而 4.5-5.5 间这 1V 电压在 0.47F 电容器的电荷损失时间是我们在单片机断电检测报警后可以计划的预警旋转时间。二是利用单向导电保证向储能电容 0.47F/5.5V 单向冲电。

两只 47 欧电阻:一是单片机供电限流。一般单片机直接电源 7805 这是一种不保险的做法,为什么?因为 7805 可提供高达 2A 异常情况下,单片机芯片的供电电流足以燃烧。有这个 47 欧姆电阻保护,即使芯片或极性插头也不会燃烧单片机和三端稳压器,但电阻不能太大,上限不得超过 220 欧,否则单片机内部编程会失败(其实是电源不足)。第二,和 47UF 和 0.01UF 电容器用于加强电源滤波。第三,对 0.47F/5.5V 储能电容,串联的这个 47 欧电阻消除了巨大法拉电容的上电浪涌。实现冲电电流削峰。

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现在我们计算一下,充满它 0.47F 电容到 5.5V,即使用 5.5A 恒流对 0.47F 还需要电容冲电 0.47 秒才能冲到 5.5V,所以我们可以知道:

1. 如果没有 47 欧姆电阻限流,上电瞬间三端稳压器必然因强大过电流而进入自保。

2. 长达 0.47 秒(如果有的话 5.5A 如果恒流充电)缓慢上电,如此缓慢的上电速率会使微分(RC 复位电路为电路 51 单片机上电太慢,无法实现上电复位。(其实要充满 0.47UF 通常需要几种电容)。

3. 由于上电时间太慢,将无法与今天的大多数主流在线写入(ISP)类单片机与计算机软件上预留的等待响应时间严重不匹配(一般不大于 500MS),因此,应答失败总是表明通信失败。

如果你知道这个道理,就不难理解电路顶部的二极管和电阻串联在一起,就必须有上电加速电路。这里还使用了肖特基二极管(1)(内部空心无蓝色)N5819从法拉电容到单片机 VCC 放电也阻断了法拉电容对上电加速电路的旁路作用。肖特基二极管基于其在小电流下的导电电压 0.2V 考虑左右,目的是在单片机断电时尽量减少法拉电容的电压损失。多留点维持时间。

三极管 9014 和钳位二极管分压电阻垫电阻(470) 欧姆)等构成基极发射极双端输入比较器,实现单片机断电检测和最高优先级断电中断,实施单片机断电保存程。这部分电路相当于半个比较器 LM393,但电路更简单,耗电更省电(耗电量小于 0.15MA)。

47K 电阻和 470 欧姆二极管 1N4148 构成嵌位电路,保证基极电位在 0.65V 左右(可这样计算 0.6(二极管导通电压) 5*0.如果是47/47), 9014 发射极电压为 0(此时就是外部掉电),三极管 9014 正好导通,而且因为 51 单片机 P3.2 高电平为弱上拉(约 50UA),此时 9014 必须导通,弱电流饱和,以便向单片机内部发送最高硬件优先级 INX0 断电检测中断。

平时正常供电时,由于发射极限,大约有 6*0.22/2.2=0.6V 电压上升时,不难发现三极管 9014 它必须处于截止状态 P3.2 维持高电平的,单片机掉电保存中断程序不被触发。

最后还有两个重要的软件和硬件 note:

软件:首先 INX0 硬件(设计)优先级最高,软件必须优先级最高。从而保证单片机断电时外部中断 0 最高优先级是检测和执行任何其他过程。 INX0 还应使用:

MOVP1,#00H

MOVP2,#00H

MOVP3,#00H

MOVP0,#00H

SJMP 掉电保存

阻断法拉电容的电荷通过单片机口线泄漏,然后跳转到子程序模块中。(见硬件要点)

硬件:所有驱动单片机外部口线等的外部设备,其电源不能与电片机的电源电压相匹配 VCC 比如上拉电阻供电不取自单片机 VCC)。应直接在电源前方,图中 4.7K 电阻和口线 PX.Y 就是一个典型示例,接其它口线 PX.Y与负载相似。这里与上拉 4.7K 电阻串联二极管也有两个功能:1。 0.6V 电压与单片机工作电压相匹配,防止口线向单片机内部反推。单片机口线功能紊乱 .2、采用二极管单向供电特性,防止单片机通过口线向电源和外部设备反向供电。

上述单片机断电检测电路可与断电保存写入子程序模块相结合,确保在单片机断电过程中,由于法拉电容器上的积累电荷,电容能量泄漏不会缩短断电维护时间。

有了这些基础,我们来计算一下 0.47UF 的电容从 5.5V 跌落到 4.5V(甚至可以下到 3.6V)可维持的单片机断电工作时间。假设单片机的工作电流是 20MA(外设驱动电流已被屏蔽)不难计算:

T=1V*0.47*1000(1000 工作电流为豪安/20=23.5 秒!

标签: ua2a三极管

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