单片机系统加接掉电保护措施设计方案

单片机系统加接掉电保护措施设计方案

 

　　实际应用中，往往采用内置锂电池的非易失性静态随机存取存储器。例如Dallas半导体公司的DS1225，由于采用锂电池作为存储器备份电源，数据可以完好保存10年以上。但这种方案的缺点是成本高，且锂电池会造成环境污染。法拉电容也叫超级电容器，双电层电容，其体积小、容量大、电压记忆特性好、可靠性高。与充电电池相比，具有充电时间短、功率密度高、使用寿命长、低温特性好及无环境污染等优势。在数据保护电路中采用法拉电容取代电池作后备电源，在提高系统可靠性、延长寿命、降低设备成本和维护成本等方面，有十分重要的意义。本文将通过一个设计案例，具体介绍法拉电容在单片机系统的RAM数据保护中的应用，为嵌入式系统中RAM数据保护提供一种可行的参考方法。某一采用UT6264C-70LL作为RAM的单片机系统，在系统掉电后，要求RAM的数据后备时间达到5天。

 

        当电源正常时，5V电源VCC通过快速整流二极管D1给RAM供电，并通过R1给法拉电容(C1：FMOH104Z)充电。掉电时，D1截止，法拉电容C1作为备份电源，通过R1为U2供电，保证RAM中数据不消失。在掉电过程中或电源出现波动时，为了增强RAM数据的安全性，采用了专用电源监控芯片，提供系统的监控功能。上电、掉电和电网电压过低时会输出复位信号，同时还能跟踪1.6s的定时信号，为软件运行提供看门狗定时器(watchdogtimer)防护。当电源电压掉至约4.74V时，U3向CPU输出掉电信号，CPU进行掉电应急处理和保护现场，不向RAM芯片进行任何读写操作。当电源电压进一步掉至4.4V时，U3产生复位信号，CPU被复位，同时RAM芯片U2的片选引脚CE2也被置为低电平，确保U2不被读写操作。2软件设计本案例电路的地址定义是：RAM地址范围(8KB)为0000H～1FFFH;看门狗定时器控制地址为E000H。软件包括主控制程序、掉电中断处理程序、定时中断处理程序等。(1)主控制程序上电进行必要的CPU初始化后，检查正常掉电标志和RAMCheckSum计算检查，以确认RAM中数据是否正常。如果正常，就进行掉电前的现场恢复。

 

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