掉电保护简介
掉电数据保护是系统设备一个重要的功能。
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目前,掉电数据保护的方法主要有2种:
(1)加足够容量备用蓄电池,使系统掉电后继续工作;
(2)不加备用电池,把掉电时需要保护的数据存储在非易失性存储器中,如flash和eeprom。
第一种方法器件体积大、费用高并且蓄电池寿命短;第二种方法简单,但擦写器件的寿命有限。本文在第二种的基础上提出一种改进方法,即利用lm358作为电压比较器,当检测到系统掉电时才将数据写入eeprom中。该方法不仅实现了系统数据掉电的保护,而且延长了eeprom的寿命。
基于lm358的单片机掉电保护电路设计
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如图1,通过调节r2,使系统正常供电时,ua》ub=3.5v,c端输出高电平;当系统掉电时,因二极管d1的隔离,使lm358得不到供电。由于电容c2和电感l的存在,电容c2和电感l1继续为单片机提供短暂时供电,并且因下拉电阻r5的存在,使得c端输出低电平。用于触发单片机int0中断。
根据stc12c5a60s2系列单片机资料,对eeprom写一个字节和擦除一个扇区所需的时间分别为55μs和21ms。正常模式下,典型功耗为2ma-7ma。5v单片机和3.3v单片机对eeprom进行操作的有效最低电压分别为umin=3.7v和umin=2.4v。
系统掉电后,等效电路模型为rlc串联回路。放电过程时电路的微分方程为:
根据r、l和c的参数值的不同,可分为欠阻尼振荡状态、临界阻尼状态、过阻尼状态。上面的方程可分为以下三种:
综上所述:当负载r一定时,选取合适的电容和电感(本文选取c 2 =6600uf/25v、l 1 =0.1h)。l 1 和c 2 的具体参数可通过试验测试得到。只要u c (t)从初始状态的u c (t)| t=0 衰减到u c (t)| t=t0 =u min 的时间大于维持触发中断对eeprom进行操作所需的时间t0就能满足系统正常工作的要求。
单片机软件设计
主程序和中断服务子程序流程图分别如下图2和图3所示。
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图2:主程序
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图3:中断服务子程序
与本设计有关的程序如下:
void main(void)
{
byte_read(address);
while(1)
{}
}
void int0_int()interrupt 0
{
sector_erase(address);
byte_program(address,date);
delay(xx); //延时,确保系统可靠
}
分析:系统掉电时,int0中断被触发,在中断服务子函数中对eeprom进行擦除和写的操作。
总结
该系统的实现,应用于二维运动控制平台。系统掉电时,x轴和y轴坐标以及其他参数被写入eeprom中。系统重新上电后,读取出存储在eeprom里x轴和y轴坐标及其他参数,工作平台以该位置为起点继续沿着原设定的位置运动。
本文的核心就是基于lm358作为电压比较器,检测到系统掉电时才对eeprom进行擦写,避免了每执行一遍程序对eeprom进行擦除一次而造成其寿命短的问题。软、硬件结构设计简单,提高了系统的实用性。
本文给出了典型的应用程序,具有良好的可移植性。加入循环语句可以把多个数据存eeprom或从eeprom里读出。
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