在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电Flash保存的电路及方法与流程

本发明涉及一种在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电flash保存的电路及方法。

背景技术：

在由线性电源供电的嵌入式系统中，一般指单片机系统，工作过程中如果掉电需要进行数据的保存。目前，采用的技术手段为为单片机增加外部非易失性存储器例如eeprom或为系统增加后备电池供电，加eeprom的方案单片机对外部存储器进行频繁读写操作，占用系统资源且增加成本，加后备电池的方案单片机在掉电后由直流电供电，同样增加成本并降低可靠性。如果利用单片机片内flash对数据进行保存，由于flash的工作寿命只有5000-10000次，显然不能满足单片机频繁修改并保存数据的工作要求。

技术实现要素：

首先，本发明提供了一种在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电flash保存的方法，其技术方案是：

在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电flash保存的方法，其特征在于：单片机系统中安装flash软件，工作时，变压器次极的输出经二极管整流、稳压、分压后得到脉冲信号送给单片机的i/o口，同时变压器次极的输出经整流桥整流、滤波后得到直流电源供给单片机系统；当系统断电时，单片机i/o口脉冲波形消失，直流电源的电压逐渐下降，在系统电源电压vcc下降至flash所需最低电压vlow之前，系统用△t的时间判断出系统掉电，而后停止所有不需要的操作以节省电源，并用△t′的时间保存数据。

采用上述技术方案后，单片机只有在掉电时flash软件才投入工作，而不需要在单片机工作过程中每次数据修改均保存，这样其工作寿命就可以满足由线性电源供电的嵌入式系统在掉电时的数据保存的工作要求，不仅降低成本而且大大提高可靠性；flash软件投入工作时，在系统电源电压vcc下降至flash所需最低电压vlow之前，系统用△t的时间判断出系统掉电，而后停止所有不需要的操作以节省电源，最后以争取到的△t′时间来保存数据，△t+△t′的时间即为系统电源电压vcc下降至vlow的时间。

另外，本发明提供了一种实现上述掉电保存方法的电路，其技术方案是：

在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电flash保存的电路，其特征在于：包括脉冲信号输出电路和直流电源供电电路，脉冲信号输出电路具有d1、d2二极管、r1限流电阻、z1稳压管和r2、r3分压电阻，d1、d2二极管的输入端与变压器次极的两端相连，d1、d2二极管的输出端合并后与r1限流电阻和r2、r3分压电阻依次串联，z1稳压管与r2、r3分压电阻并联，r2、r3分压电阻之间设有端子连接单片机的i/o口；直流电源供电电路具有w1整流桥和c1电解电容，w1整流桥的端子1、3连接于变压器次极的两端，w1整流桥的端子2、4与c1电解电容的正负端相连，w1整流桥的端子2连线单片机的直流电源供给线路。

上述电路中，d1、d2二极管用于脉冲信号的整流，r1限流电阻、z1稳压管用于脉冲信号的稳压，r2、r3分压电阻用于脉冲信号的分压，然后得到脉冲信号送给单片机的i/o口；w1整流桥用于直流电源的整流，c1电解电容用于直流电源的滤波，然后得到直流电源供给单片机系统。

附图说明

图1为本发明的电路结构图；

图2为掉电后脉冲波形变化图及直流电源衰减图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电flash保存的电路，包括脉冲信号输出电路和直流电源供电电路，脉冲信号输出电路具有d1、d2二极管、r1限流电阻、z1稳压管和r2、r3分压电阻，d1、d2二极管的输入端与变压器次极的两端相连，d1、d2二极管的输出端合并后与r1限流电阻和r2、r3分压电阻依次串联，z1稳压管与r2、r3分压电阻并联，r2、r3分压电阻之间设有端子连接单片机的i/o口；直流电源供电电路具有w1整流桥和c1电解电容，w1整流桥的端子1、3连接于变压器次极的两端，w1整流桥的端子2、4与c1电解电容的正负端相连，w1整流桥的端子2连线单片机的直流电源供给线路。

上述电路实现掉电flash保存的方法是：单片机系统中安装flash软件，工作时，变压器次极的输出经d1、d2二极管整流、r1限流电阻、z1稳压管稳压、r2、r3分压电阻分压后得到脉冲信号送给单片机的i/o口，同时变压器次极的输出经w1整流桥整流、c1电解电容滤波后得到直流电源供给单片机系统；当系统断电时，单片机i/o口脉冲波形消失，直流电源的电压逐渐下降（见图2），在系统电源电压vcc下降至flash所需最低电压vlow之前，系统用△t的时间（t1-t0）判断出系统掉电，一般△t的时间为3-5个交流半周期，每个交流半周期为10ms，而后停止所有不需要的操作以节省电源，并用△t′的时间（t2-t1）保存数据，△t′的时间一般可达到500ms以上，以满足数据保存的足够时间，直流电源的衰减时间可通过c1电解电容的数值改变来进行适当调整。举个例子，比如，稳压电压值为12v，单片机的i/o口的电压为5v，vcc电压为12v，vlow电压为6.5v，当c1电解电容的数值为1000uf时，△t为50ms，△t′为500ms。

技术特征：

技术总结
本发明公开了在由线性电源供电的嵌入式系统中实现掉电Flash保存的方法，其特征在于：单片机系统中安装Flash软件，工作时，变压器次极的输出经二极管整流、稳压、分压后得到脉冲信号送给单片机的I/O口，同时变压器次极的输出经整流桥整流、滤波后得到直流电源供给单片机系统；当系统断电时，单片机I/O口脉冲波形消失，直流电源的电压逐渐下降，在系统电源电压Vcc下降至Flash所需最低电压Vlow之前，系统用△t的时间判断出系统掉电，而后停止所有不需要的操作以节省电源，并用△t′的时间保存数据。本发明利用Flash存储手段解决线性电源供电的嵌入式系统的掉电数据保护，降低成本并提高可靠性。另外，本发明提供一种掉电Flash保存的电路。

技术研发人员：南志超;王重胜;林一河
受保护的技术使用者：浙江万松电气有限公司
技术研发日：2019.04.28
技术公布日：2019.07.05