作者：王瑛劍 ， 周學軍 ， 董俊宏

某遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為解決海軍邊遠地區(qū)哨所數(shù)據(jù)上傳問題研制的，該系統(tǒng)應(yīng)用GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）與GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，能夠進行智能化和規(guī)范化管理。

系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、傳送和管理中心兩個部分組成。其中，數(shù)據(jù)采集部分主要包括看門狗電路、數(shù)據(jù)存儲、接口和Modem（見圖1）。

圖1 遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

掉電保護電路的應(yīng)用

對于該系統(tǒng)來說，當供電部件瞬間斷電或電壓突然下降時，系統(tǒng)會進入混亂狀態(tài)，即使電壓恢復正常，系統(tǒng)也難以正常運作。處理這類事故最有效的方法就是增加掉電保護系統(tǒng)。

掉電保護系統(tǒng)一般由低功耗的CMOS-RAM、供電電路及控制電路組成。供電電路保證系統(tǒng)正常時由電源給RAM供電，掉電時自動轉(zhuǎn)換到備用電池給RAM供電；控制電路保證電源供電時RAM能正常讀寫，電池供電時RAM處于保護狀態(tài)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：若系統(tǒng)電源的變化使RAM先處于保護狀態(tài)，而系統(tǒng)尚未復位，當微處理器正常工作時，若對RAM進行讀寫操作，因其已處于保護狀態(tài)，必定發(fā)生數(shù)據(jù)讀不出寫不進的現(xiàn)象，引發(fā)系統(tǒng)故障。對于這種微處理器復位電平與掉電保護電平不一致而影響系統(tǒng)正常工作的問題，我們用微處理器監(jiān)控電路把系統(tǒng)復位與掉電保護聯(lián)系在一起來解決。這樣，系統(tǒng)復位時存儲器處于保護狀態(tài)，系統(tǒng)工作時存儲器可以正常讀寫。具體的電路實現(xiàn)采用了微處理器監(jiān)視器MAX791。

MAX791的應(yīng)用

MAX791是MAXM公司生產(chǎn)的一種高性能微處理器電源監(jiān)視電路，采用了16引腳的DIP封裝，功能包括微處理器復位，備用電池切換，看門狗電路，CMOS-RAM寫入保護和電源告警等，邏輯框圖如圖2所示。圖中，Vcc、Vout分別為電源輸入、輸出，Vbatt 為電池輸入；LOW LINE為電源低輸出，SWT、WDI、WDO、WDP分別為看門狗定時設(shè)置、觸發(fā)輸入、超時輸出和超時脈沖；PFI和PFO分別為電源故障輸入和輸出，PFI低于1.25V時 PFO變低產(chǎn)生告警信號。

圖2 MAX791邏輯框圖

下面介紹利用MAX791微處理器監(jiān)控電路按上述原理實現(xiàn)的高可靠性的掉電保護電路。

圖3 掉電保護電路圖

MAX791的RST信號接到存儲器CE上面，在Vcc電壓低于正常電壓一定范圍時，RST輸出持續(xù)的低電平以防止電源造成的對存儲器件的誤操作。二極管IN4148的作用是切換Vcc和電池電壓。正常情況下，Vcc對電池進行充電并對整個電路供電，當電源Vcc消失的時候，由電源切換到電池，并且電池僅僅通過MAX791對存儲器進行供電。

此外，利用MAX791的電源報警功能，可使計算機記錄停電瞬間的系統(tǒng)參數(shù)。分析圖2中的電路，當Vcc下降到 4.65V±150mV時，LOWLINE產(chǎn)生負跳變，向單片機發(fā)中斷請求。因貯能效應(yīng)，Vcc從4.8V降到4.65V有幾個ms的時間，利用這段時間在中斷服務(wù)程序中記錄斷點及實時參數(shù)，重新來電后就可轉(zhuǎn)入斷點繼續(xù)執(zhí)行。

結(jié)語

與使用其他電路實現(xiàn)看門狗功能相比，以MAX791微處理器監(jiān)控電路構(gòu)成的單片機掉電保護系統(tǒng)具有穩(wěn)定迅速等優(yōu)點，能有效提高單片機應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，實際應(yīng)用效果比較理想。

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