專利名稱：單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)保護電路及方法，特別是涉及一種單片機停電時的數(shù)據(jù) 保護電路及方法。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明之前，在單片機的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)一般都保存在隨機存儲器中，而隨 機存儲器的主要缺點就是斷電后數(shù)據(jù)將全部丟失，不能長久保存數(shù)據(jù)。因此，為 了使隨機存儲器在停電后也能長期保存數(shù)據(jù)， 一般采用給隨機存儲器增加備用電 池來保護隨機存儲器中的數(shù)據(jù)。但是，備用電池使用年限非常有限，而存儲的數(shù) 據(jù)易受千擾，可靠性差，且造成了電路的復(fù)雜性，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計、研制一種單片機停電時的數(shù)據(jù)保 護電路以及保護方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
單片機系統(tǒng)停電檢測電路，變壓器輸出接整流電路，經(jīng)電容、穩(wěn)壓器輸出直 流電，其特征在于變壓器輸出另一路至電阻、光電轉(zhuǎn)換器，輸出接單片機，直流 電供單片機。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是
單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護方法，其主要技術(shù)步驟為
(1 )變壓器經(jīng)電阻至光電轉(zhuǎn)換器，正半周導(dǎo)通，負(fù)半周不導(dǎo)通；
(2 )光電轉(zhuǎn)換器輸出至整形電路，正半周為高電平，負(fù)半周為低電平；
(3 )整形電路輸出高電平、低電平至單片機；
(4 )單片機掃描整形電路輸出低電平的周期為5毫秒；
(5) 單片機掃描到連續(xù)低電平二次以上判斷為停電；
(6) 單片機轉(zhuǎn)入停電處理程序。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是
單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護方法中的步驟(6)中的停電處理程序為 (1 )開始； (2 )關(guān)閉顯示電路； (3 )打開存儲器寫功能； (4 )寫入需保存的數(shù)據(jù)； (5 )關(guān)閉存儲器寫功能； (6 )結(jié)束。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于單片機不需要電池就能保護數(shù)據(jù)不丟失，保存的數(shù) 據(jù)不受外界干擾，可靠性高，系統(tǒng)簡單，運行可靠性強，數(shù)據(jù)存儲的速度快，可 以用于對頻率較高的脈沖計數(shù)，無使用壽命的限制。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和效果將在下面繼續(xù)描述。


圖1——本發(fā)明電路原理示意圖。
圖2——本發(fā)明應(yīng)用示意圖。
圖3 _—本發(fā)明主程序流程圖。
圖4 — 一本發(fā)明停電處理程序流程圖。
具體實施例方式
如圖l所示，2 2 O伏交流電接變壓器Tl,經(jīng)整流電路、電容C1、穩(wěn)壓器 Ul和C2,向單片機1提供直流電5伏；停電檢測電路主要由變壓器Tl和光電 轉(zhuǎn)換器U2組成，220V交流電經(jīng)過變壓器T1，輸出9V交流電，通過電阻RI接 到光電耦合器U2的輸入端；當(dāng)交流電正半周的電壓大于光電耦合器U2的導(dǎo)通 電壓時，光電耦合器U2導(dǎo)通，經(jīng)過整形(集成)電路U2A整形反相后輸出一 個高電平信號到單片機1;當(dāng)交流電為負(fù)半周時，由于其電壓小于光電耦合器 U2的導(dǎo)通電壓，光電耦合器U2不導(dǎo)通，經(jīng)過整形電路U2A整形反相后輸出一 個低電平信號到單片機l;因此輸入到單片機l的是占空比約為50%的脈沖信號。
存儲器2采用的是電可擦存儲器X5165,是具有2K字節(jié)非易失性存儲器， 即使停電數(shù)據(jù)也不會丟失，且有上電/停電保護電路，讀寫數(shù)據(jù)時必須先發(fā)送讀 寫使能命令，確保了數(shù)據(jù)的安全；單片機1采用低功耗單片機ATMEGA8。
如圖2所示，是本發(fā)明應(yīng)用時與外圍設(shè)備連接的示意圖，顯示模塊是指顯示器，計數(shù)信號1、計數(shù)信號2 、----、計數(shù)信號1 0 ,則表示本發(fā)明連接有1O個需要在停電時保存數(shù)據(jù)的設(shè)備。
本發(fā)明的大致原理如下
當(dāng)單片機l系統(tǒng)停電時，電源端濾波電容上的電壓還會保持一段時間，單片 機1利用這段時間，將所需要保存的數(shù)據(jù)快速寫入X5165存儲器2中；當(dāng)單片 機1系統(tǒng)再次上電時，單片機1再從X5165存儲器2中讀出數(shù)據(jù)。
具體而言，可以將此系統(tǒng)作為一個自動計數(shù)器使用；當(dāng)220V交流電正常供 電時，此計數(shù)器正常工作，并對外部信號1至外部信號IO進(jìn)行自動計數(shù)，計數(shù) 數(shù)值顯示在顯示模塊上；平常計數(shù)的數(shù)據(jù)存儲在單片機l的內(nèi)部存儲器中，而單 片機1的內(nèi)部存儲器在停電后是無法保存數(shù)據(jù)的；當(dāng)220V交流電源停電時，此 系統(tǒng)停止對外部信號的計數(shù)，單片機1將保存在其內(nèi)部存儲器中的計數(shù)數(shù)據(jù)快速 存入X5165存儲器2中，由于X5165存儲器2是非易失存儲器，即使停電也能 保存數(shù)據(jù)，因此在停電后保證了計數(shù)數(shù)值的正確存儲。當(dāng)220V交流電再次正常 供電后，系統(tǒng)將保存在X5165存儲器2中上次的計數(shù)數(shù)值取出，并在顯示模塊 中顯示，同時系統(tǒng)繼續(xù)對外部信號1至外部信號io繼續(xù)計it,這樣保-〖正了對外 部信號計數(shù)的的連續(xù)性。
當(dāng)經(jīng)過整形電路U2A整形后輸出到單片機1時，高電平的脈沖寬度在5-10 毫秒之間；因此將單片機1檢測停電信號的掃描周期定為5毫秒，保證了最短的 時間檢測到停電；單片機1每隔5毫秒檢測一次停電信號的狀態(tài),為了保證既快 又準(zhǔn)，通常要每隔5毫秒檢測二次及以上，本例中采用連續(xù)檢測四次，即如果連 續(xù)四次都為低電平，則判斷為停電，立即轉(zhuǎn)入停電處理程序。
停電處理程序如圖4所示，停電處理程序開始，關(guān)閉顯示電路，包括其它類 似電路，然后打開存儲器2的寫功能，將單片機l中需要保存的數(shù)據(jù)迅速寫入存 儲器2中，之后關(guān)閉存儲器2的寫功能，讓程序進(jìn)入死循環(huán)，防止程序因?qū)5165 存儲器2反復(fù)存儲而引起錯誤，該程序結(jié)束；當(dāng)供電恢復(fù)后，程序從頭開始執(zhí)行。
在硬件電路中，停電后，電容C1和C2上還保留著一定量的電荷，這些電
荷通過穩(wěn)壓器m轉(zhuǎn)換成5v電壓，供給單片機i工作，保證了單片機i能正確 運行停電處理程序。在停電處理程序中單片機1將所需保存的數(shù)據(jù)全部存儲在
X5165存儲器2中。當(dāng)交流電壓再次正常后，單片機1再從X5165存儲器2中 取出數(shù)據(jù)。
在軟件設(shè)計中，定時器每隔5毫秒產(chǎn)生一次定時中斷，在定時中斷程序中讀
取停電檢測信號的狀態(tài)，包括計數(shù)信號1 、計數(shù)信號2 、---、計數(shù)信號1 0 ,
對讀到輸入為低電平的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，如果連續(xù)四次為低電平，置停電標(biāo)志為1。
如圖3所示，在主循環(huán)程序中查詢停電標(biāo)志，如果有停電標(biāo)志則進(jìn)入停電處 理(子)程序。
權(quán)利要求
1.單片機系統(tǒng)停電檢測電路，變壓器輸出接整流電路，經(jīng)電容、穩(wěn)壓器輸出直流電，其特征在于變壓器輸出另一路至電阻、光電轉(zhuǎn)換器，輸出接單片機，直流電供單片機，單片機雙向連接存儲器。
2 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機系統(tǒng)停電檢測電路，其特征在于光電轉(zhuǎn)換器輸出接整形電路，整形電路輸出接單片機。
3 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機系統(tǒng)停電檢測電路，其特征在于存儲器采用電可擦除存儲器X 5 1 6 5 。
4. 單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護方法，其步驟為 (1 )變壓器經(jīng)電阻至光電轉(zhuǎn)換器，正半周導(dǎo)通，負(fù)半周不導(dǎo)通； (2 )光電轉(zhuǎn)換器輸出至整形電路，正半周為高電平，負(fù)半周為低電平； (3 )整形電路輸出高電平、低電平至單片機； (4 )單片機掃描整形電路輸出低電平的周期為5毫秒； (5)單片機掃描到連續(xù)低電平二次以上判斷為停電； (6 )單片機轉(zhuǎn)入停電處理程序。
5 . 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護方法，其特征在于步驟(5 )中，單片機掃描到連續(xù)低電平四次為停電。
6 . 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單片機系統(tǒng)停電時數(shù)據(jù)保護方法，其特征在于步驟(6 )中的停電處理程序為 (1 )開始； (2 )關(guān)閉顯示電路； (3 )打開存儲器寫功能； (4 )寫入需保存的數(shù)據(jù)； (5 )關(guān)閉存儲器寫功能； (6 )結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單片機停電時的數(shù)據(jù)保護電路及方法。本發(fā)明變壓器輸出接整流電路，經(jīng)電容、穩(wěn)壓器輸出直流電，變壓器輸出另一路至電阻、光電轉(zhuǎn)換器，輸出接單片機，直流電供單片機；變壓器經(jīng)電阻至光電轉(zhuǎn)換器，正半周導(dǎo)通，負(fù)半周不導(dǎo)通；光電轉(zhuǎn)換器輸出至整形電路，正半周為高電平，負(fù)半周為低電平；整形電路輸出高電平、低電平至單片機；單片機掃描整形電路輸出低電平的周期為5毫秒；單片機掃描到連續(xù)低電平二次以上判斷為停電；單片機轉(zhuǎn)入停電處理程序。解決了停電時使用備用電池年限有限、存儲數(shù)據(jù)易受干擾、可靠性差、電路復(fù)雜、成本增加等缺陷。具有不需要電池就能保護數(shù)據(jù)不丟失、不受外界干擾、可靠性高、系統(tǒng)簡單、速度快。
文檔編號H02H7/20GK101202439SQ20071013518
公開日2008年6月18日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者磊 陳 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)新大誠科技發(fā)展有限公司