單片機(jī)掉電保護(hù)電路設(shè)計(jì)方案

在數(shù)字鐘、某些定時(shí)器和日歷鐘等類型的單片機(jī)系統(tǒng)中．當(dāng)主電源 DC5V 失去時(shí)，稱之為掉電。掉電后，單片機(jī)停止工作，時(shí)鐘也會(huì)停止，這種結(jié)果在許多場(chǎng)合是不希望的，為了保證單片機(jī)在主電壓失去時(shí)仍然能夠保持運(yùn)行，通常就利用干電池對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行供電的辦法加以解決。

應(yīng)該感謝單片機(jī)芯片的工程技術(shù)設(shè)計(jì)師，是他們首先提供了單片機(jī)系統(tǒng)能夠順利實(shí)施“掉電保護(hù)”的內(nèi)部條件。這就是：?jiǎn)纹瑱C(jī)允許在電壓低至 2V 甚至更低的電壓供電時(shí)，仍能保證其最基本運(yùn)行 ( 對(duì)外部輸入輸出功能將會(huì)失效或停止 ) 。

外配電池在主電源失去時(shí)，對(duì)單片機(jī)的繼續(xù)運(yùn)行提供能源，此時(shí)的電池能源是非常寶貴的，往往都是以“ uA ”級(jí)進(jìn)行計(jì)算。而且還有一個(gè)不能避免的結(jié)果，就是隨著保護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，電池的電量也會(huì)用完的。所以，保護(hù)電路有一個(gè)最長(zhǎng)保護(hù)時(shí)間的參數(shù)。使用中不能超過(guò)，否則，保護(hù)就會(huì)失效。

當(dāng)電池經(jīng)過(guò)保護(hù)時(shí)間的使用之后，就需要補(bǔ)充電能，以便下一次保護(hù)時(shí)能夠以充足的電能投入保護(hù)工作。所以，又有一個(gè)如何給電池充電的問(wèn)題。也就是電池在主電源正常供電時(shí)，需要由主電源對(duì)其進(jìn)行充電：當(dāng)主電源失去時(shí)，又由電池放電以保持單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。

下面介紹一款標(biāo)準(zhǔn)的掉電保護(hù)電路。 (Vcc=6V) 。當(dāng)主電源正常時(shí)，單片機(jī)由' Vcc 5V 電源供電，此時(shí)． Vcc 5V 電源通過(guò) D1 和 R1 ，對(duì)保護(hù)用電池進(jìn)行充電，以保證電池電量的充足。

適當(dāng)選擇 R1 的大小，可以保證充電電流和充電時(shí)間都比較合理。例如：需要對(duì) 3 ． 6V ／ 60mAh 的電池充電，充電時(shí)間選擇在 8 小時(shí)左右，就選擇充電電流為 8 mA ． R1 ： (6V-0 ． 6V) ／ 8(0 ． 6V 是串連二極管的導(dǎo)通壓降 ) 。與電池并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管是防止電池過(guò)充電用的。

放電路徑是：電池通過(guò) R1+R2 ，對(duì)單片機(jī)供電端口進(jìn)行供電，供電電流通過(guò) R1+R2 之后，會(huì)

有壓降，到達(dá)單片機(jī)的 Vcc 端口時(shí)，電壓就會(huì)比 3 ． 6V 低，一般會(huì)在 2V 一 2 ． 5V 左右，不要企 在這個(gè)時(shí)候提高單片機(jī)的供電電壓，這樣反而會(huì)適得其反．令單片機(jī)仍然工作于正常供電狀態(tài)。對(duì)各型單片機(jī)，這個(gè)低供電電壓會(huì)有某些差別．調(diào)整電阻 R2 ，在保證單片機(jī)能夠 保持運(yùn)行的情況下，耗用電流越小越好。

注意：掉電保護(hù)的電流大小，還與單片機(jī)的晶體頻率的高低以及程序軟件的編寫(xiě)有關(guān)，因 為電池對(duì)單片機(jī)供電時(shí)，雖然電池供電不能通過(guò) D2 反向?qū)ǖ狡渌骷墓补╇娋€路上 ．但是，單片機(jī)的其他輸出端口卻會(huì)通過(guò)其他器件瀉放電流，造成保護(hù)電流很大．大大縮 短電池保護(hù)的工作時(shí)間。就單片機(jī)而言．晶體頻率越高，所需要的掉電保護(hù)電流就會(huì)越大。