淺談單片機系統(tǒng)與掉電保護電路的可靠性提高方案

3　掉電保護電路設計

3．1　硬件設計

圖3—1給出了一種帶掉電保護的MCS－51^{［2］、［3］}單片機應用系統(tǒng)的原理圖。76C88是CMOS型的RAM芯片，其容量為8K×8，它有兩個片選端和CS2，只有為低電平同時CS2為高電平時芯片才被選中。因此將CS2接MAX791的輸出端，同時寫允許信號通過MAX791的使能控制輸入端和輸出端，間接從MCS－51的引入，保證在系統(tǒng)復位期間不能讀寫，有效地保護了76C88中的數(shù)據(jù)。結合圖2—2 MAX791的復位時序，圖3—1的電路工作原理分析如下?！　?p sizset="21" sizcache="0">上電過程：當VCC從OV上升到復位門限1.65V，輸出仍將維持有效電平200ms的時間，保證電源電壓正常后系統(tǒng)的有效復位。

有效期間76C88的CS2處于低電平，即片選信號無效，保證上電過程中片內數(shù)據(jù)不被改寫。當VCC大于VBATT時，VOUT自動切換到與VCC相接，76C88轉由VCC供電。

RAM（隨機存取存儲器）RAM -random access memory 隨機存儲器。存儲單元的內容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關的存儲器。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內容，故主要用于存儲短時間使用的程序。 按照存儲信息的不同，隨機存儲器又分為靜態(tài)隨機存儲器（Static RAM,SRAM）和動態(tài)隨機存儲器（Dynamic RAM,DRAM）。

正常工作：在此狀態(tài)下，CS2為高電平，通過MAX791的使能電路復制，單片機可對76C88進行讀寫操作。為防止程序跑飛，提高系統(tǒng)的可靠性，在程序中插入看門狗觸發(fā)指令，當程序跑飛超過1．6 s不能觸發(fā)看門狗時，輸出低電平，通過MR使系統(tǒng)復位。

掉電過程：當VCC從正常電壓下降到復位門限4.65V時，立即有效，CS2變成低電平，76C88進入保護狀態(tài)，保證掉電過程中片內數(shù)據(jù)不被改寫。當VCC小于VBATT時，VOUT自動切換到與VBATT相接，76C88轉由后備電池供電。 對多數(shù)應用系統(tǒng)，上電復位后程序從頭開始即能滿足要求， 利用MAX791的電源報警功能，能方便地達到這一目的：分析圖2-2，當VCC下降到4.65V+150mV時，產生負跳變，向單片機發(fā)中斷請求，因貯能效應，VCC從4．8 V降到4．65 V有幾個ms的時間，足夠單片機執(zhí)行幾百條甚至上千條指令，利用這段時間在中斷服務程序中保護斷點及實時參數(shù)。重新來電后轉入斷點繼續(xù)執(zhí)行。

3．2　軟件設計　

　圖3—1所示單片機系統(tǒng)的軟件可分成主程序和電源報警中斷服務程序兩部分。主程序中必須插入指令經(jīng)常觸發(fā)WDI，且間隔時間不能超過1．6s，報警中斷必須設置為非屏蔽中斷沒有可以將設置成唯一的一個高級中斷以替代。程序流程圖如圖3—2。

　　4　結束語

　　將復位與掉電保護聯(lián)動，能有效解決掉電保護與復位不協(xié)調引起的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定現(xiàn)象，提高掉電保護電路及單片機應用系統(tǒng)的可靠性。以MAX791微處理器監(jiān)控電路構成的單片機掉電保護系統(tǒng)，在電力、石化等工業(yè)現(xiàn)場應用效果十分理想。