基于LM358的單片機掉電保護電路

　　掉電保護簡介

　　掉電數據保護是系統設備一個重要的功能。

　　目前，掉電數據保護的方法主要有2種：

　?。ǎ保┘幼銐蛉萘總溆眯铍姵?，使系統掉電后繼續工作；

　?。ǎ玻┎患觽溆秒姵?，把掉電時需要保護的數據存儲在非易失性存儲器中，如FLASH和EEPROM。

　　第一種方法器件體積大、費用高并且蓄電池壽命短；第二種方法簡單，但擦寫器件的壽命有限。本文在第二種的基礎上提出一種改進方法，即利用LM358作為電壓比較器，當檢測到系統掉電時才將數據寫入EEPROM中。該方法不僅實現了系統數據掉電的保護，而且延長了EEPROM的壽命。

　　基于LM358的單片機掉電保護電路設計

　　如圖1，通過調節R2，使系統正常供電時，Ua》Ub=3.5V，c端輸出高電平；當系統掉電時，因二極管D1的隔離，使LM358得不到供電。由于電容C2和電感L的存在，電容C2和電感L1繼續為單片機提供短暫時供電，并且因下拉電阻R5的存在，使得c端輸出低電平。用于觸發單片機INT0中斷。

　　根據STC12C5A60S2系列單片機資料，對EEPROM寫一個字節和擦除一個扇區所需的時間分別為55μs和21ms。正常模式下，典型功耗為2mA-7mA。5V單片機和3.3V單片機對EEPROM進行操作的有效最低電壓分別為Umin=3.7V和Umin=2.4V。

　　系統掉電后，等效電路模型為RLC串聯回路。放電過程時電路的微分方程為：

　　根據R、L和C的參數值的不同，可分為欠阻尼振蕩狀態、臨界阻尼狀態、過阻尼狀態。上面的方程可分為以下三種：

　　綜上所述：當負載R一定時，選取合適的電容和電感（本文選取C 2 =6600uf/25V、L 1 =0.1H）。L 1 和C 2 的具體參數可通過試驗測試得到。只要u c （t）從初始狀態的u c （t）| t=0 衰減到u c （t）| t=t0 =U min 的時間大于維持觸發中斷對EEPROM進行操作所需的時間t0就能滿足系統正常工作的要求。

　　單片機軟件設計

　　主程序和中斷服務子程序流程圖分別如下圖2和圖3所示。

圖2：主程序

圖3：中斷服務子程序

　　與本設計有關的程序如下：

　　void main（void）

　　{

　　??

　　Byte_Read（Address）;

　　While（1）

　　{??}

　　}

　　void INT0_int（）interrupt 0

　　{

　　Sector_Erase（Address）;

　　Byte_Program（Address，Date）;

　　Delay（XX）； //延時，確保系統可靠

　　}

　　分析：系統掉電時，INT0中斷被觸發，在中斷服務子函數中對EEPROM進行擦除和寫的操作。

　　總結

　　該系統的實現，應用于二維運動控制平臺。系統掉電時，X軸和Y軸坐標以及其他參數被寫入EEPROM中。系統重新上電后，讀取出存儲在EEPROM里X軸和Y軸坐標及其他參數，工作平臺以該位置為起點繼續沿著原設定的位置運動。

　　本文的核心就是基于LM358作為電壓比較器，檢測到系統掉電時才對EEPROM進行擦寫，避免了每執行一遍程序對EEPROM進行擦除一次而造成其壽命短的問題。軟、硬件結構設計簡單，提高了系統的實用性。

　　本文給出了典型的應用程序，具有良好的可移植性。加入循環語句可以把多個數據存EEPROM或從EEPROM里讀出。