CN101202439A - 单片机系统停电时数据保护电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单片机停电时的数据保护电路及方法。本发明变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直流电，变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流电供单片机；变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通；光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平；整形电路输出高电平、低电平至单片机；单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒；单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电；单片机转入停电处理程序。解决了停电时使用备用电池年限有限、存储数据易受干扰、可靠性差、电路复杂、成本增加等缺陷。具有不需要电池就能保护数据不丢失、不受外界干扰、可靠性高、系统简单、速度快。

Description

单片机系统停电时数据保护电路及方法

技术领域

本发明涉及一种数据保护电路及方法，特别是涉及一种单片机停电时的数据保护电路及方法。

背景技术

在本发明之前，在单片机的系统中，数据一般都保存在随机存储器中，而随机存储器的主要缺点就是断电后数据将全部丢失，不能长久保存数据。因此，为了使随机存储器在停电后也能长期保存数据，一般采用给随机存储器增加备用电池来保护随机存储器中的数据。但是，备用电池使用年限非常有限，而存储的数据易受干扰，可靠性差，且造成了电路的复杂性，增加了成本。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种单片机停电时的数据保护电路以及保护方法。

本发明的技术方案是：

单片机系统停电检测电路，变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直流电，其特征在于变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流电供单片机。

本发明的另一技术方案是：

单片机系统停电时数据保护方法，其主要技术步骤为：

(1)变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通；

(2)光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平；

(3)整形电路输出高电平、低电平至单片机；

(4)单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒；

(5)单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电；

(6)单片机转入停电处理程序。

本发明的进一步技术方案是：

单片机系统停电时数据保护方法中的步骤(6)中的停电处理程序为：

(1)开始；

(2)关闭显示电路；

(3)打开存储器写功能；

(4)写入需保存的数据；

(5)关闭存储器写功能；

(6)结束。

本发明的优点和效果在于单片机不需要电池就能保护数据不丢失，保存的数据不受外界干扰，可靠性高，系统简单，运行可靠性强，数据存储的速度快，可以用于对频率较高的脉冲计数，无使用寿命的限制。

本发明的其它优点和效果将在下面继续描述。

附图说明

图1--本发明电路原理示意图。

图2--本发明应用示意图。

图3--本发明主程序流程图。

图4--本发明停电处理程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，220伏交流电接变压器T1，经整流电路、电容C1、稳压器U1和C2，向单片机1提供直流电5伏；停电检测电路主要由变压器T1和光电转换器U2组成，220V交流电经过变压器T1，输出9V交流电，通过电阻R1接到光电耦合器U2的输入端；当交流电正半周的电压大于光电耦合器U2的导通电压时，光电耦合器U2导通，经过整形(集成)电路U2A整形反相后输出一个高电平信号到单片机1；当交流电为负半周时，由于其电压小于光电耦合器U2的导通电压，光电耦合器U2不导通，经过整形电路U2A整形反相后输出一个低电平信号到单片机1；因此输入到单片机1的是占空比约为50％的脉冲信号。

存储器2采用的是电可擦存储器X5165，是具有2K字节非易失性存储器，即使停电数据也不会丢失，且有上电/停电保护电路，读写数据时必须先发送读写使能命令，确保了数据的安全；单片机1采用低功耗单片机ATMEGA8。如图2所示，是本发明应用时与外围设备连接的示意图，显示模块是指显示器，计数信号1、计数信号2、----、计数信号10，则表示本发明连接有10个需要在停电时保存数据的设备。

本发明的大致原理如下：

当单片机1系统停电时，电源端滤波电容上的电压还会保持一段时间，单片机1利用这段时间，将所需要保存的数据快速写入X5165存储器2中；当单片机1系统再次上电时，单片机1再从X5165存储器2中读出数据。

具体而言，可以将此系统作为一个自动计数器使用；当220V交流电正常供电时，此计数器正常工作，并对外部信号1至外部信号10进行自动计数，计数数值显示在显示模块上；平常计数的数据存储在单片机1的内部存储器中，而单片机1的内部存储器在停电后是无法保存数据的；当220V交流电源停电时，此系统停止对外部信号的计数，单片机1将保存在其内部存储器中的计数数据快速存入X5165存储器2中，由于X5165存储器2是非易失存储器，即使停电也能保存数据，因此在停电后保证了计数数值的正确存储。当220V交流电再次正常供电后，系统将保存在X5165存储器2中上次的计数数值取出，并在显示模块中显示，同时系统继续对外部信号1至外部信号10继续计数，这样保证了对外部信号计数的的连续性。

当经过整形电路U2A整形后输出到单片机1时，高电平的脉冲宽度在5-10毫秒之间；因此将单片机1检测停电信号的扫描周期定为5毫秒，保证了最短的时间检测到停电；单片机1每隔5毫秒检测一次停电信号的状态，为了保证既快又准，通常要每隔5毫秒检测二次及以上，本例中采用连续检测四次，即如果连续四次都为低电平，则判断为停电，立即转入停电处理程序。

停电处理程序如图4所示，停电处理程序开始，关闭显示电路，包括其它类似电路，然后打开存储器2的写功能，将单片机1中需要保存的数据迅速写入存储器2中，之后关闭存储器2的写功能，让程序进入死循环，防止程序因对X5165存储器2反复存储而引起错误，该程序结束；当供电恢复后，程序从头开始执行。

在硬件电路中，停电后，电容C1和C2上还保留着一定量的电荷，这些电荷通过稳压器U1转换成5V电压，供给单片机1工作，保证了单片机1能正确运行停电处理程序。在停电处理程序中单片机1将所需保存的数据全部存储在X5165存储器2中。当交流电压再次正常后，单片机1再从X5165存储器2中取出数据。

在软件设计中，定时器每隔5毫秒产生一次定时中断，在定时中断程序中读取停电检测信号的状态，包括计数信号1、计数信号2、---、计数信号10，对读到输入为低电平的次数进行计数，如果连续四次为低电平，置停电标志为1。

如图3所示，在主循环程序中查询停电标志，如果有停电标志则进入停电处理(子)程序。

Claims (6)

1.单片机系统停电检测电路，变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直流电，其特征在于变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流电供单片机，单片机双向连接存储器。

2.根据权利要求1所述的单片机系统停电检测电路，其特征在于光电转换器输出接整形电路，整形电路输出接单片机。

3.根据权利要求1所述的单片机系统停电检测电路，其特征在于存储器采用电可擦除存储器X5165。

4.单片机系统停电时数据保护方法，其步骤为：

(1)变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通；

(2)光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平；

(3)整形电路输出高电平、低电平至单片机；

(4)单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒；

(5)单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电；

(6)单片机转入停电处理程序。

5.根据权利要求4所述的单片机系统停电时数据保护方法，其特征在于步骤(5)中，单片机扫描到连续低电平四次为停电。

6.根据权利要求4所述的单片机系统停电时数据保护方法，其特征在于步骤(6)中的停电处理程序为：

(1)开始；

(2)关闭显示电路；

(3)打开存储器写功能；

(4)写入需保存的数据；

(5)关闭存储器写功能；

(6)结束。

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