浅谈单片机系统与掉电保护电路的可靠性提高方案

3　掉电保护电路设计

3．1　硬件设计

图3—1给出了一种带掉电保护的MCS－51^{［2］、［3］}单片机应用系统的原理图。76C88是CMOS型的RAM芯片，其容量为8K×8，它有两个片选端和CS2，只有为低电平同时CS2为高电平时芯片才被选中。因此将CS2接MAX791的输出端，同时写允许信号通过MAX791的使能控制输入端和输出端，间接从MCS－51的引入，保证在系统复位期间不能读写，有效地保护了76C88中的数据。结合图2—2 MAX791的复位时序，图3—1的电路工作原理分析如下。　　

上电过程：当VCC从OV上升到复位门限1.65V，输出仍将维持有效电平200ms的时间，保证电源电压正常后系统的有效复位。

有效期间76C88的CS2处于低电平，即片选信号无效，保证上电过程中片内数据不被改写。当VCC大于VBATT时，VOUT自动切换到与VCC相接，76C88转由VCC供电。

RAM（随机存取存储器）RAM -random access memory 随机存储器。存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。 按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM）和动态随机存储器（Dynamic RAM,DRAM）。

正常工作：在此状态下，CS2为高电平，通过MAX791的使能电路复制，单片机可对76C88进行读写操作。为防止程序跑飞，提高系统的可靠性，在程序中插入看门狗触发指令，当程序跑飞超过1．6 s不能触发看门狗时，输出低电平，通过MR使系统复位。

掉电过程：当VCC从正常电压下降到复位门限4.65V时，立即有效，CS2变成低电平，76C88进入保护状态，保证掉电过程中片内数据不被改写。当VCC小于VBATT时，VOUT自动切换到与VBATT相接，76C88转由后备电池供电。 对多数应用系统，上电复位后程序从头开始即能满足要求， 利用MAX791的电源报警功能，能方便地达到这一目的：分析图2-2，当VCC下降到4.65V+150mV时，产生负跳变，向单片机发中断请求，因贮能效应，VCC从4．8 V降到4．65 V有几个ms的时间，足够单片机执行几百条甚至上千条指令，利用这段时间在中断服务程序中保护断点及实时参数。重新来电后转入断点继续执行。

3．2　软件设计　

　图3—1所示单片机系统的软件可分成主程序和电源报警中断服务程序两部分。主程序中必须插入指令经常触发WDI，且间隔时间不能超过1．6s，报警中断必须设置为非屏蔽中断没有可以将设置成唯一的一个高级中断以替代。程序流程图如图3—2。

　　4　结束语

　　将复位与掉电保护联动，能有效解决掉电保护与复位不协调引起的系统工作不稳定现象，提高掉电保护电路及单片机应用系统的可靠性。以MAX791微处理器监控电路构成的单片机掉电保护系统，在电力、石化等工业现场应用效果十分理想。