CN112929013A - 实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电器设备控制领域，本发明实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法通过交流侧掉电检测单元采集check信号，由控制处理单元判断市电是否停电，在市电停电的情况下，通过延时掉电单元供电，控制处理单元将数据存储到数据存储单元，进入待机状态，在市电恢复时，控制处理单元读取数据存储单元中的数据，恢复到掉电前的状态，解决了家电设备意外掉电时数据丢失问题，本发明适用于家电设备。
Description
技术领域
本发明涉及电器设备控制领域，特别涉及实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法。
背景技术
在家电应用方面，意外断电会造成家电使用数据丢失，降低用户体验度和设备可靠性，例如：冰箱意外断电会造成用户应用数据如食物存储新鲜度、存放周期、不同冷冻区个性化数据等丢失；智能马桶意外断电会造成不同用户的偏好设置数据丢失；智能台灯意外断电会造成用户的调光数据丢失等等。
目前常用的掉电自恢复会记忆的方法有两种：一种是在AC/DC输出模块将直流供电分为两路，一路给控制系统供电，另一路给电池充电，发生掉电后由电池给控制系统供电，电池供电期间存储数据关闭设备等待再次供电，这种方式会增加电池会增加成本、电池耗尽后同样也会面临数据丢失或单片机工作异常问题；另一种是在AC/DC输出端检测直流掉电情况，然后存储数据，这种方式由于掉电检测位于交直流变换后端，在检测上存在一定的延时，不利于及时检测到掉电情况。
发明内容
本发明所解决的技术问题：提供实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法解决家电设备意外掉电时数据丢失问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案：实现掉电自恢复记忆功能的电路包括交流侧掉电检测单元、延时掉电单元、控制处理单元和数据存储单元；所述交流侧掉电检测单元和控制处理单元连接，延时掉电单元分别与控制处理单元和数据存储单元连接，控制处理单元和数据存储单元相连；所述交流侧掉电检测单元用于检测交流电check信号，所述延时掉电单元用于交流电掉电后持续给控制处理单元和数据存储单元供电，所述控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电，当检测到交流电掉电时，控制处理单元将电器应用数据保存到数据存储单元，进入待机状态，当再次上电时，控制处理单元读取数据存储单元中的数据，恢复掉电前的状态。
进一步的，控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电的方式包括check信号的频率范围是否在预设范围内、check信号为高电平的持续时间是否超过预设值和check信号为低电平的时间是否超过预设值。
实现掉电自恢复记忆功能的方法包括以下步骤：
S01、设定控制处理单元的信号采集端采集的check信号的频率为F和频率范围F1≤F≤F2；
S02、控制处理单元的信号采集端采集check信号；
S03、控制处理单元判断check信号的频率F是否在设定的范围F1≤F≤F2内，如果check信号的频率在设定的范围内，则控制处理单元正常工作，否则判断check信号电平是否为高电平；
S04、如果check信号为高电平，则判断check信号为高电平的时间T是否超过预设值T1：
当check信号为高电平的时间T超过预设值T1，则控制处理单元启动掉电保护程序，内存数据打包存到数据存储单元，进入待机状态；
如果check信号为低电平，则判断check信号为低电平的时间T是否超过预设值T2：
当check信号为低电平的时间T超过预设值T2，控制处理单元启动电路故障报警程序；
S05、再次上电后控制处理单元从数据存储单元中读取数据，恢复掉电前的状态。
进一步的，步骤S04中，掉电保护程序包括关闭中断功能和关闭通用输入输出口上下拉功能。
进一步的，电路故障报警程序包括预警指示灯闪烁或者蜂鸣器鸣叫。
本发明的有益效果：本发明实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法通过check信号来判断市电是否停电，在市电停电的情况下，通过数据存储单元存储数据，在市电恢复时，读取数据存储单元中的数据，恢复到掉电前的状态，解决了家电设备意外掉电时数据丢失问题，提高家电设备可靠性，增强用户对家电设备的体验感。
附图说明
附图1是本发明实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法的一个实施例电路示意图。
附图2是本发明实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法的一个实施例方法控制流程图。
具体实施方式
本发明实现掉电自恢复记忆功能的电路及其控制方法通过check信号判断市电是否停电进而执行相应的应对程序，在市电停电的情况下，通过数据存储单元存储数据，在市电恢复时，读取数据存储单元中的数据，恢复到掉电前的状态，解决了家电设备意外掉电时数据丢失问题。
实现掉电自恢复记忆功能的电路包括交流侧掉电检测单元、延时掉电单元、控制处理单元和数据存储单元；所述交流侧掉电检测单元和控制处理单元连接，延时掉电单元分别与控制处理单元和数据存储单元连接，控制处理单元和数据存储单元相连；所述交流侧掉电检测单元用于检测交流电check信号，所述延时掉电单元用于交流电掉电后持续给控制处理单元和数据存储单元供电，所述控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电，当检测到交流电掉电时，控制处理单元将电器应用数据保存到数据存储单元，进入待机状态，当再次上电时，控制处理单元读取数据存储单元中的数据，恢复掉电前的状态。
进一步的，控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电的方式包括check信号的频率范围是否在预设范围内、check信号为高电平的持续时间是否超过预设值和check信号为低电平的时间是否超过预设值。
实现掉电自恢复记忆功能的方法包括以下步骤：
S01、设定控制处理单元的信号采集端采集的check信号的频率为F和频率范围F1≤F≤F2；
S02、控制处理单元的信号采集端采集check信号；
S03、控制处理单元判断check信号的频率F是否在设定的范围F1≤F≤F2内，如果check信号的频率在设定的范围内，则控制处理单元正常工作，否则判断check信号电平是否为高电平；
S04、如果check信号为高电平，则判断check信号为高电平的时间T是否超过预设值T1：
当check信号为高电平的时间T超过预设值T1，则控制处理单元启动掉电保护程序，内存数据打包存到数据存储单元，进入待机状态；
如果check信号为低电平，则判断check信号为低电平的时间T是否超过预设值T2：
当check信号为低电平的时间T超过预设值T2，控制处理单元启动电路故障报警程序；
S05、再次上电后控制处理单元从数据存储单元中读取数据，恢复掉电前的状态。
进一步的，步骤S04中，掉电保护程序包括关闭中断功能和关闭通用输入输出口上下拉功能。
进一步的，电路故障报警程序包括预警指示灯闪烁或者蜂鸣器鸣叫。
实施例：
本发明的一个实施例，如附图1所示，实现掉电自恢复记忆功能的电路包括防护模块、AC/DC模块、供电隔离模块、控制处理单元、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、三极管Q1、光电耦合器U1、第一电容C1、第二电容C2和数据存储单元(图1未示出)；所述控制处理单元包括MCU及外围电路(图1未示出)；所述防护模块和市电相连，市电L端、防护模块的正极、第一电阻R1的一端和AC/DC模块的输入端的正极相连，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端相连，防护模块的负极、第二电阻R2的另一端和AC/DC模块的输入端的负极相连，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端、第一二极管D1的负极和三极管Q1的基极相连，第五电阻R5的另一端、第一二极管D1的正极和三级管Q1的发射集相连并接地，AC/DC模块的输出端、第六电阻R6的一端、供电隔离模块相连，供电隔离模块和第二二极管D2的正极相连，第七电阻R7的一端、第二二极管D2的负极、第一电容C1的一端、第二电容C2的一端和第九电阻R9的一端相连，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端相连并接地，第九电阻R9的另一端和控制处理单元的电源输入端VCC相连，第六电阻R6的另一端和光电耦合器U1的第一引脚相连，光电耦合器U1的第二引脚和三极管Q1的集电极相连，光电耦合器U1的第三引脚、第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端相连，光电耦合器U1的第四引脚接地，第八电阻R8的另一端和控制处理单元和控制处理单元的信号采集端相连，控制处理单元和数据存储单元相连。
具体的，第一电阻R1为470KΩ,第二电阻R2为470KΩ，第三电阻R3为510KΩ，第四电阻R4为510KΩ，第五电阻R5为10KΩ，第六电阻R6为4.7KΩ，第七电阻R7为10KΩ,第八电阻R8为1KΩ，第九电阻R9为4.7Ω，第一二极管D1为1N4148、第二二极管D2为1N4148、三极管Q1为4401、光电耦合器U1为PC817、第一电容C1为470uf/10V的电解电容、第二电容C2为100nf的陶瓷电容，供电隔离模块输出5.7V电压，控制处理单元采用PIC16F1513-I/SS单片机。
在市电正常的时候，电路通过第五电阻R5分压来控制三极管Q1的导通和截止，第一二极管D1的作用是钳位，防止Q1的基极电压过大而损坏三极管Q1，在Q1导通的情况下，光电耦合器U1的3、4脚导通，单片机PIC16F1513-I/SS采集到的信号为0，在Q1截止的情况下，光电耦合器U1的3、4脚截止，因供电隔离模块输出5.7V电压，经第二二极管D2降压后，光电耦合器U1的第3脚上的电压为5V，所以单片机PIC16F1513-I/SS采集到的信号为电压为5V。
当市电掉电时，Q1一直处于截止状态，由电容C1持续放电，故单片机PIC16F1513-I/SS还能持续一段时间工作，直到C1放电电压低于单片机的最低工作电压，在市电掉电到电容C1放电电压低于单片机的最低工作电压期间，单片机采集到的check信号为C1放电电压。
本实施例所述的电路其控制方法，如附图2所示，包括以下步骤：
S01、在单片机中设置采集到的信号check的频率范围[45,55],check信号高电平时长T1为20ms,低电平时长T2为7ms；
S02、控制处理单元的信号采集端采集check信号；
S03、控制处理单元判断check信号的频率F是否在设定的范围[45,55]内，如果check信号的频率在设定的范围内，则控制处理单元正常工作，否则判断check信号电平是否为高电平；
S04、如果check信号为高电平，则判断check信号为高电平的时间T是否超过预设值20ms：
当check信号为高电平的时间T超过预设值20ms，则控制处理单元启动掉电保护程序，内存数据打包存到数据存储单元，进入待机状态；
如果check信号为低电平，则判断check信号为低电平的时间T是否超过预设值7ms：
当check信号为低电平的时间T超过预设值7ms，控制处理单元启动电路故障报警程序；
S05、再次上电后控制处理单元从数据存储单元中读取数据，恢复掉电前的状态。
Claims (5)
1.实现掉电自恢复记忆功能的电路，其特征在于，包括交流侧掉电检测单元、延时掉电单元、控制处理单元和数据存储单元；所述交流侧掉电检测单元和控制处理单元连接，延时掉电单元分别与控制处理单元和数据存储单元连接，控制处理单元和数据存储单元相连；所述交流侧掉电检测单元用于检测交流电check信号，所述延时掉电单元用于交流电掉电后持续给控制处理单元和数据存储单元供电，所述控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电，当检测到交流电掉电时，控制处理单元将电器应用数据保存到数据存储单元，进入待机状态，当再次上电时，控制处理单元读取数据存储单元中的数据，恢复掉电前的状态。
2.根据权利要求1所述的实现掉电自恢复记忆功能的电路，其特征在于，控制处理单元根据check信号判断交流电是否掉电的方式包括check信号的频率范围是否在预设范围内、check信号为高电平的持续时间是否超过预设值和check信号为低电平的时间是否超过预设值。
3.实现掉电自恢复记忆功能的方法，应用于权利要求1所述的实现掉电自恢复记忆功能的电路，其特征在于，包括以下步骤：
S01、设定控制处理单元的信号采集端采集的check信号的频率为F和频率范围F1≤F≤F2；
S02、控制处理单元的信号采集端采集check信号；
S03、控制处理单元判断check信号的频率F是否在设定的范围F1≤F≤F2内，如果check信号的频率在设定的范围内，则控制处理单元正常工作，否则判断check信号电平是否为高电平；
S04、如果check信号为高电平，则判断check信号为高电平的时间T是否超过预设值T1：
当check信号为高电平的时间T超过预设值T1，则控制处理单元启动掉电保护程序，内存数据打包存到数据存储单元，进入待机状态；
如果check信号为低电平，则判断check信号为低电平的时间T是否超过预设值T2：
当check信号为低电平的时间T超过预设值T2，控制处理单元启动电路故障报警程序；
S05、再次上电后控制处理单元从数据存储单元中读取数据，恢复掉电前的状态。
4.根据权利要求3所述的实现掉电自恢复记忆功能的方法，其特征在于，步骤S04中，所述掉电保护程序包括关闭中断功能和关闭通用输入输出口上下拉功能。
5.根据权利要求3所述的实现掉电自恢复记忆功能的方法，其特征在于，步骤S04中，所述电路故障报警程序包括预警指示灯闪烁或者蜂鸣器鸣叫。
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