作者：王瑛劍 ， 周學(xué)軍 ， 董俊宏

某遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為解決海軍邊遠(yuǎn)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(jìn)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(gè)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(chǔ)、接口和Modem（見圖1）。

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

掉電保護(hù)電路的應(yīng)用

對(duì)于該系統(tǒng)來說，當(dāng)供電部件瞬間斷電或電壓突然下降時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入混亂狀態(tài)，即使電壓恢復(fù)正常，系統(tǒng)也難以正常運(yùn)作。處理這類事故最有效的方法就是增加掉電保護(hù)系統(tǒng)。

掉電保護(hù)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(shí)由電源給RAM供電，掉電時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到備用電池給RAM供電；控制電路保證電源供電時(shí)RAM能正常讀寫，電池供電時(shí)RAM處于保護(hù)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(hù)狀態(tài)，而系統(tǒng)尚未復(fù)位，當(dāng)微處理器正常工作時(shí)，若對(duì)RAM進(jìn)行讀寫操作，因其已處于保護(hù)狀態(tài)，必定發(fā)生數(shù)據(jù)讀不出寫不進(jìn)的現(xiàn)象，引發(fā)系統(tǒng)故障。對(duì)于這種微處理器復(fù)位電平與掉電保護(hù)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(fù)位與掉電保護(hù)聯(lián)系在一起來解決。這樣，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)存儲(chǔ)器處于保護(hù)狀態(tài)，系統(tǒng)工作時(shí)存儲(chǔ)器可以正常讀寫。具體的電路實(shí)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(fù)位，備用電池切換，看門狗電路，CMOS-RAM寫入保護(hù)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(shí)設(shè)置、觸發(fā)輸入、超時(shí)輸出和超時(shí)脈沖；PFI和PFO分別為電源故障輸入和輸出，PFI低于1.25V時(shí) PFO變低產(chǎn)生告警信號(hào)。

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(shí)現(xiàn)的高可靠性的掉電保護(hù)電路。

圖3 掉電保護(hù)電路圖

MAX791的RST信號(hào)接到存儲(chǔ)器CE上面，在Vcc電壓低于正常電壓一定范圍時(shí)，RST輸出持續(xù)的低電平以防止電源造成的對(duì)存儲(chǔ)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(duì)電池進(jìn)行充電并對(duì)整個(gè)電路供電，當(dāng)電源Vcc消失的時(shí)候，由電源切換到電池，并且電池僅僅通過MAX791對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行供電。

此外，利用MAX791的電源報(bào)警功能，可使計(jì)算機(jī)記錄停電瞬間的系統(tǒng)參數(shù)。分析圖2中的電路，當(dāng)Vcc下降到 4.65V±150mV時(shí)，LOWLINE產(chǎn)生負(fù)跳變，向單片機(jī)發(fā)中斷請(qǐng)求。因貯能效應(yīng)，Vcc從4.8V降到4.65V有幾個(gè)ms的時(shí)間，利用這段時(shí)間在中斷服務(wù)程序中記錄斷點(diǎn)及實(shí)時(shí)參數(shù)，重新來電后就可轉(zhuǎn)入斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。

結(jié)語

與使用其他電路實(shí)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(jī)掉電保護(hù)系統(tǒng)具有穩(wěn)定迅速等優(yōu)點(diǎn)，能有效提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，實(shí)際應(yīng)用效果比較理想。

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