淺談單片機系統與掉電保護電路的可靠性提高方案

1　問題的提出

　　在以單片機為核心的智能儀表及過程控制系統中常常需要長時間保存實時參數。通?？刹捎肊2PROM、FLASH MEMORY以及以隨機存貯器為基礎內置電池的非易失芯片來實現。E2PROM、 FLASHMEMORY屬于可在線修改的ROM器件，它解決了應用系統中實時參數掉電保存的難題，但這類芯片寫入速度慢（ms級），擦寫次數有限（萬次級），有些器件擦寫次數雖達百萬次，對某些應用系統而言，其寫入次數仍然是有限的。因此這類芯片只能用在需要保護的數據量小且寫入不頻繁的系統中。對那些需要大容量高速反復存取實時參數的系統，只能用隨機存貯器RAM加掉電保護電路實現。實現上述原理的掉電保護方法很多，某些廠商甚至以RAM為基礎內置電池開發(fā)出自掉電保護芯片，用這類獨立的掉電保護芯片或電路構成的單片機系統，實際應用中有時會出現工作不穩(wěn)定現象。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，單片機仍正常工作，這時就出現寫不進，讀不出的現象，引發(fā)系統故障。對于這種單片機復位電平與掉電保護電平不一致而影響系統可靠性的問題，本文提出用微處理器監(jiān)控電路使單片機復位與掉電保護聯動的解決方案。RAM在單片機復位時處于保護狀態(tài)，工作時正常存取，從而有效地解決前述問題。

單片機自動完成賦予它的任務的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的，一條指令對應著一種基本操作；單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統，不同種類的單片機，其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。

　　2　MAX791［1］芯片介紹

　　MAX791是MAXIM公司生產的高性能微處理器電源監(jiān)視電路，它與AMDA公司的AMD791性能相同可以互換。功能包括微處理器復位、備用電池切換、看門狗電路、CMOS－RAM寫入保護及電源故障告警等，邏輯框圖如圖2—1［1］。圖中VCC、VOUT分別為電源輸入、輸出，VBATT為電池輸入，為電源低輸出，和為RAM芯片使能輸入與輸出，為復位輸出，為人工復位輸入，為低將強制RESET有效，SWT、WDI、、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和分別為電源故障輸入和輸出，PFI低于1．25 V時變低。MAX791的復位時序如圖2—2^［1］所示。