通常。在数字钟、某些按时器和日历钟等类型的单片机系统中.当主电源|0">电源DC5V失去时,称之为掉电。掉电后,单片机停止工作,时钟也会停止,这种结果在许多场合是不希望的,为了保证单片机在主电压失去时仍然能够保持运行,通常就利用干电池|0">电池对单片机系统继续进行供电的办法加以解决。
应该感谢单片机芯片的工程技术设计师,是他们首先供应了单片机系统能够顺利执行掉电保护的内部条件。这就是:单片机允许在电压低至2V甚至更低的电压供电时,仍能保证其最基本运行(对外部输入输出功能将会失效或停止)。
外配电池在主电源失去时,对单片机的继续运行供应能源,此时的电池能源是非常宝贵的,往往都是以uA级进行计算。而且还有一个不能防止的结果,就是随着保护时间的延长,电池的电量也会用完的。所以,保护电路有一个最长保护时间的参数。使用中不能超过,否则,保护就会失效。
当电池经过保护时间的使用之后,就要补充电能,以便下一次保护时能够以充足的电能投入保护工作。所以,又有一个如何给电池充电的问题。也就是电池在主电源正常供电时,要由主电源对其进行充电:当主电源失去时,又由电池放电以保持单片机系统的运行。
下面介绍一款标准的掉电保护电路。(Vcc=6V)。当主电源正常时,单片机由'Vcc5V电源供电,此时.Vcc5V电源通过D1和R1,对保护用电池进行充电,以保证电池电量的充足。
适当选择R1的大小,可以保证充电电流和充电时间都比较合理。例如:要对3.6V/60mAh的电池充电,充电时间选择在8小时左右,就选择充电电流为8mA.R1:(6V-0.6V)/8(0.6V是串连二极管的导通压降)。与电池并联的稳压二极管是防止电池过充电用的。
放电路径是:电池通过R1+R2,对单片机供电端口进行供电,供电电流通过R1+R2之后,会
有压降,到达单片机的Vcc端口时,电压就会比3.6V低,一般会在2V一2.5V左右,不要企在这个时候提高单片机的供电电压,这样反而会适得其反.令单片机仍然工作于正常供电状态。对各型单片机,这个低供电电压会有某些差别.调整电阻R2,在保证单片机能够保持运行的情况下,耗用电流越小越好。
注意:掉电保护的电流大小,还与单片机的晶体频率的高低以及程序软件的编写有关,因为电池对单片机供电时,虽然电池供电不能通过D2反向导通到其他器件的公共供电线路上.但是,单片机的其他输出端口却会通过其他器件泻放电流,造成保护电流很大.大大缩短电池保护的工作时间。就单片机而言.晶体频率越高,所要的掉电保护电流就会越大。