淺談單片機系統與掉電保護電路的可靠性提高方案

1　問(wèn)題的提出

　　在以單片機為核心的智能儀表及過(guò)程控制系統中常常需要長(cháng)時(shí)間保存實(shí)時(shí)參數。通?？刹捎肊2PROM、FLASH MEMORY以及以隨機存貯器為基礎內置電池的非易失芯片來(lái)實(shí)現。E2PROM、 FLASHMEMORY屬于可在線(xiàn)修改的ROM器件，它解決了應用系統中實(shí)時(shí)參數掉電保存的難題，但這類(lèi)芯片寫(xiě)入速度慢（ms級），擦寫(xiě)次數有限（萬(wàn)次級），有些器件擦寫(xiě)次數雖達百萬(wàn)次，對某些應用系統而言，其寫(xiě)入次數仍然是有限的。因此這類(lèi)芯片只能用在需要保護的數據量小且寫(xiě)入不頻繁的系統中。對那些需要大容量高速反復存取實(shí)時(shí)參數的系統，只能用隨機存貯器RAM加掉電保護電路實(shí)現。實(shí)現上述原理的掉電保護方法很多，某些廠(chǎng)商甚至以RAM為基礎內置電池開(kāi)發(fā)出自掉電保護芯片，用這類(lèi)獨立的掉電保護芯片或電路構成的單片機系統，實(shí)際應用中有時(shí)會(huì )出現工作不穩定現象。經(jīng)分析發(fā)現：若系統電源的變化使RAM先處于保護狀態(tài)，而系統尚未復位，單片機仍正常工作，這時(shí)就出現寫(xiě)不進(jìn)，讀不出的現象，引發(fā)系統故障。對于這種單片機復位電平與掉電保護電平不一致而影響系統可靠性的問(wèn)題，本文提出用微處理器監控電路使單片機復位與掉電保護聯(lián)動(dòng)的解決方案。RAM在單片機復位時(shí)處于保護狀態(tài)，工作時(shí)正常存取，從而有效地解決前述問(wèn)題。

單片機自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機執行程序的過(guò)程，即一條條執行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的，一條指令對應著(zhù)一種基本操作；單片機所能執行的全部指令，就是該單片機的指令系統，不同種類(lèi)的單片機，其指令系統亦不同。為使單片機能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號一樣，每一個(gè)存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱(chēng)為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然后再被執行。

　　2　MAX791［1］芯片介紹

　　MAX791是MAXIM公司生產(chǎn)的高性能微處理器電源監視電路，它與AMDA公司的AMD791性能相同可以互換。功能包括微處理器復位、備用電池切換、看門(mén)狗電路、CMOS－RAM寫(xiě)入保護及電源故障告警等，邏輯框圖如圖2—1［1］。圖中VCC、VOUT分別為電源輸入、輸出，VBATT為電池輸入，為電源低輸出，和為RAM芯片使能輸入與輸出，為復位輸出，為人工復位輸入，為低將強制RESET有效，SWT、WDI、、分別為看門(mén)狗定時(shí)設置、觸發(fā)輸入、超時(shí)輸出和超時(shí)脈沖。PFI和分別為電源故障輸入和輸出，PFI低于1．25 V時(shí)變低。MAX791的復位時(shí)序如圖2—2^［1］所示。