作者：王瑛劍 ， 周學軍 ， 董俊宏

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

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

圖1 遠程數據采集系統結構

掉電保護電路的應用

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

掉電保護系統一般由低功耗的CMOS-RAM、供電電路及控制電路組成。供電電路保證系統正常時由電源給RAM供電，掉電時自動轉換到備用電池給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)。經分析發(fā)現：若系統電源的變化使RAM先處于保護狀態(tài)，而系統尚未復位，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)生數據讀不出寫不進的現象，引發(fā)系統故障。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正常工作的問題，我們用微處理器監(jiān)控電路把系統復位與掉電保護聯系在一起來解決。這樣，系統復位時存儲器處于保護狀態(tài)，系統工作時存儲器可以正常讀寫。具體的電路實現采用了微處理器監(jiān)視器MAX791。

MAX791的應用

MAX791是MAXM公司生產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參數。分析圖2中的電路，當Vcc下降到 4.65V±150mV時，LOWLINE產生負跳變，向單片機發(fā)中斷請求。因貯能效應，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程序中記錄斷點及實時參數，重新來電后就可轉入斷點繼續(xù)執(zhí)行。

結語

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

責任編輯：gt