专利名称：单片机系统停电时数据保护电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种数据保护电路及方法，特别是涉及一种单片机停电时的数据 保护电路及方法。
背景技术：
在本发明之前，在单片机的系统中，数据一般都保存在随机存储器中，而随 机存储器的主要缺点就是断电后数据将全部丢失，不能长久保存数据。因此，为 了使随机存储器在停电后也能长期保存数据， 一般采用给随机存储器增加备用电 池来保护随机存储器中的数据。但是，备用电池使用年限非常有限，而存储的数 据易受千扰，可靠性差，且造成了电路的复杂性，增加了成本。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种单片机停电时的数据保 护电路以及保护方法。 本发明的技术方案是
单片机系统停电检测电路，变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直 流电，其特征在于变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流 电供单片机。
本发明的另一技术方案是
单片机系统停电时数据保护方法，其主要技术步骤为
(1 )变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通；
(2 )光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平；
(3 )整形电路输出高电平、低电平至单片机；
(4 )单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒；
(5) 单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电；
(6) 单片机转入停电处理程序。
本发明的进一步技术方案是
单片机系统停电时数据保护方法中的步骤(6)中的停电处理程序为 (1 )开始； (2 )关闭显示电路； (3 )打开存储器写功能； (4 )写入需保存的数据； (5 )关闭存储器写功能； (6 )结束。
本发明的优点和效果在于单片机不需要电池就能保护数据不丢失，保存的数 据不受外界干扰，可靠性高，系统简单，运行可靠性强，数据存储的速度快，可 以用于对频率较高的脉冲计数，无使用寿命的限制。
本发明的其它优点和效果将在下面继续描述。
图1——本发明电路原理示意图。
图2——本发明应用示意图。
图3 _—本发明主程序流程图。
图4 — 一本发明停电处理程序流程图。
具体实施例方式
如图l所示，2 2 O伏交流电接变压器Tl,经整流电路、电容C1、稳压器 Ul和C2,向单片机1提供直流电5伏；停电检测电路主要由变压器Tl和光电 转换器U2组成，220V交流电经过变压器T1，输出9V交流电，通过电阻RI接 到光电耦合器U2的输入端；当交流电正半周的电压大于光电耦合器U2的导通 电压时，光电耦合器U2导通，经过整形(集成)电路U2A整形反相后输出一 个高电平信号到单片机1;当交流电为负半周时，由于其电压小于光电耦合器 U2的导通电压，光电耦合器U2不导通，经过整形电路U2A整形反相后输出一 个低电平信号到单片机l;因此输入到单片机l的是占空比约为50%的脉冲信号。
存储器2采用的是电可擦存储器X5165,是具有2K字节非易失性存储器， 即使停电数据也不会丢失，且有上电/停电保护电路，读写数据时必须先发送读 写使能命令，确保了数据的安全；单片机1采用低功耗单片机ATMEGA8。
如图2所示，是本发明应用时与外围设备连接的示意图，显示模块是指显示器，计数信号1、计数信号2 、----、计数信号1 0 ,则表示本发明连接有1O个需要在停电时保存数据的设备。
本发明的大致原理如下
当单片机l系统停电时，电源端滤波电容上的电压还会保持一段时间，单片 机1利用这段时间，将所需要保存的数据快速写入X5165存储器2中；当单片 机1系统再次上电时，单片机1再从X5165存储器2中读出数据。
具体而言，可以将此系统作为一个自动计数器使用；当220V交流电正常供 电时，此计数器正常工作，并对外部信号1至外部信号IO进行自动计数，计数 数值显示在显示模块上；平常计数的数据存储在单片机l的内部存储器中，而单 片机1的内部存储器在停电后是无法保存数据的；当220V交流电源停电时，此 系统停止对外部信号的计数，单片机1将保存在其内部存储器中的计数数据快速 存入X5165存储器2中，由于X5165存储器2是非易失存储器，即使停电也能 保存数据，因此在停电后保证了计数数值的正确存储。当220V交流电再次正常 供电后，系统将保存在X5165存储器2中上次的计数数值取出，并在显示模块 中显示，同时系统继续对外部信号1至外部信号io继续计it,这样保-〖正了对外 部信号计数的的连续性。
当经过整形电路U2A整形后输出到单片机1时，高电平的脉冲宽度在5-10 毫秒之间；因此将单片机1检测停电信号的扫描周期定为5毫秒，保证了最短的 时间检测到停电；单片机1每隔5毫秒检测一次停电信号的状态,为了保证既快 又准，通常要每隔5毫秒检测二次及以上，本例中采用连续检测四次，即如果连 续四次都为低电平，则判断为停电，立即转入停电处理程序。
停电处理程序如图4所示，停电处理程序开始，关闭显示电路，包括其它类 似电路，然后打开存储器2的写功能，将单片机l中需要保存的数据迅速写入存 储器2中，之后关闭存储器2的写功能，让程序进入死循环，防止程序因对X5165 存储器2反复存储而引起错误，该程序结束；当供电恢复后，程序从头开始执行。
在硬件电路中，停电后，电容C1和C2上还保留着一定量的电荷，这些电
荷通过稳压器m转换成5v电压，供给单片机i工作，保证了单片机i能正确 运行停电处理程序。在停电处理程序中单片机1将所需保存的数据全部存储在
X5165存储器2中。当交流电压再次正常后，单片机1再从X5165存储器2中 取出数据。
在软件设计中，定时器每隔5毫秒产生一次定时中断，在定时中断程序中读
取停电检测信号的状态，包括计数信号1 、计数信号2 、---、计数信号1 0 ,
对读到输入为低电平的次数进行计数，如果连续四次为低电平，置停电标志为1。
如图3所示，在主循环程序中查询停电标志，如果有停电标志则进入停电处 理(子)程序。
权利要求
1.单片机系统停电检测电路，变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直流电，其特征在于变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流电供单片机，单片机双向连接存储器。
2 . 根据权利要求1所述的单片机系统停电检测电路，其特征在于光电转换器输出接整形电路，整形电路输出接单片机。
3 . 根据权利要求1所述的单片机系统停电检测电路，其特征在于存储器采用电可擦除存储器X 5 1 6 5 。
4. 单片机系统停电时数据保护方法，其步骤为 (1 )变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通； (2 )光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平； (3 )整形电路输出高电平、低电平至单片机； (4 )单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒； (5)单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电； (6 )单片机转入停电处理程序。
5 . 根据权利要求4所述的单片机系统停电时数据保护方法，其特征在于步骤(5 )中，单片机扫描到连续低电平四次为停电。
6 . 根据权利要求4所述的单片机系统停电时数据保护方法，其特征在于步骤(6 )中的停电处理程序为 (1 )开始； (2 )关闭显示电路； (3 )打开存储器写功能； (4 )写入需保存的数据； (5 )关闭存储器写功能； (6 )结束。
全文摘要
本发明涉及一种单片机停电时的数据保护电路及方法。本发明变压器输出接整流电路，经电容、稳压器输出直流电，变压器输出另一路至电阻、光电转换器，输出接单片机，直流电供单片机；变压器经电阻至光电转换器，正半周导通，负半周不导通；光电转换器输出至整形电路，正半周为高电平，负半周为低电平；整形电路输出高电平、低电平至单片机；单片机扫描整形电路输出低电平的周期为5毫秒；单片机扫描到连续低电平二次以上判断为停电；单片机转入停电处理程序。解决了停电时使用备用电池年限有限、存储数据易受干扰、可靠性差、电路复杂、成本增加等缺陷。具有不需要电池就能保护数据不丢失、不受外界干扰、可靠性高、系统简单、速度快。
文档编号H02H7/20GK101202439SQ20071013518
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者磊 陈 申请人:苏州工业园区新大诚科技发展有限公司