單片機系統中的掉電保護電路

通常，在數字鐘、打鈴儀、某些定時(shí)器和日歷鐘等類(lèi)型的單片機系統中，當主電源 DC5V 失去時(shí)，我們稱(chēng)之為掉電。掉電之后，單片機會(huì )停止工作，時(shí)鐘會(huì )停止往前走，這種結果在許多場(chǎng)合往往是不希望的，為了保證單片機在主電壓失去時(shí)仍然能夠保持運行，人們就利用干電池對單片機系統繼續進(jìn)行供電。

應該感謝單片機芯片的工程技術(shù)設計師，是他們首先提供了單片機系統能夠順利實(shí)施“掉電保護”的內部條件，這就是：?jiǎn)纹瑱C允許在電壓低至 2V 甚至更加小一些的電壓供電時(shí)。仍然可以保證其最基本的運行（對外部輸入輸出功能將會(huì )失效或者停止）。

電池在主電源失去時(shí)，對單片機的繼續運行提供能源，此時(shí)的電池能源是非常寶貴的，往往都是以“uA” 級進(jìn)行計算。而且還有一個(gè)不能避免的結果，就是隨著(zhù)保護時(shí)間的延長(cháng)，電池的電量也會(huì )用完的。所以，保護電路有一個(gè)最長(cháng)保護時(shí)間的參數，使用中不能超過(guò)，否則，保護就會(huì )失效。

當電池經(jīng)過(guò)保護時(shí)間的使用之后，就需要補充電能，以便下一次保護時(shí)能夠“酒足飯飽”地投入保護工作。所以，又有一個(gè)如何給電池充電的問(wèn)題。

歸納一下：就是電池在主電源正常供電時(shí)，需要由主電源對其進(jìn)行充電；當主電源失去一時(shí)，又由電池放電以保持單片機系統的運行。

下面就是一個(gè)標準的掉電保護電路。(VCC = 6V).

以保證電池電量的充足。適當選擇 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 3V6 * 60mAH 的電池充電，充電時(shí)間選擇在 8 小時(shí)左右，我們就選擇充電電流為 8 mA，R1 ＝（6V - 0.6）/ 8（0.6 是串連二極管的導通壓降）。

與電池并聯(lián)的穩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 ，對單片機供電端口進(jìn)行供電，供電電流通過(guò) R1+R2 之后，會(huì )有壓降，到達單片機的 VCC 端口時(shí)，電壓就會(huì )比 3V6 低，一般會(huì )在 2V--2V5 左右，不要企圖在這個(gè)時(shí)候提高單片機的供電電壓，這樣反而會(huì )適得其反，令單片機仍然工作于正常供電狀態(tài)。對各單片機生產(chǎn)公司的各種單片機，這個(gè)低供電電壓會(huì )有某些差別，調整電阻 R2，在保證單片機能夠保持運行的情況下，耗用電流越小越好。

注意：掉電保護的電流大小，還與單片機的晶體頻率的高低以及程序軟件的編寫(xiě)有關(guān)，因為電池對單片機供電時(shí)，雖然電池供電不能通過(guò) D2 反向導通到其它器件的公共供電線(xiàn)路上，但是，單片機的其它輸出端口卻會(huì )通過(guò)其它器件瀉放電流，造成保護電流很大，大大縮短電池保護的工作時(shí)間。就單片機而言，晶體頻率越高，所需要的掉電保護電流就會(huì )越大。