單片機掉電保護電路設計方案

在數字鐘、某些定時器和日歷鐘等類型的單片機系統(tǒng)中．當主電源 DC5V 失去時，稱之為掉電。掉電后，單片機停止工作，時鐘也會停止，這種結果在許多場合是不希望的，為了保證單片機在主電壓失去時仍然能夠保持運行，通常就利用干電池對單片機系統(tǒng)繼續(xù)進行供電的辦法加以解決。

應該感謝單片機芯片的工程技術設計師，是他們首先提供了單片機系統(tǒng)能夠順利實施“掉電保護”的內部條件。這就是：單片機允許在電壓低至 2V 甚至更低的電壓供電時，仍能保證其最基本運行 ( 對外部輸入輸出功能將會失效或停止 ) 。

外配電池在主電源失去時，對單片機的繼續(xù)運行提供能源，此時的電池能源是非常寶貴的，往往都是以“ uA ”級進行計算。而且還有一個不能避免的結果，就是隨著保護時間的延長，電池的電量也會用完的。所以，保護電路有一個最長保護時間的參數。使用中不能超過，否則，保護就會失效。

當電池經過保護時間的使用之后，就需要補充電能，以便下一次保護時能夠以充足的電能投入保護工作。所以，又有一個如何給電池充電的問題。也就是電池在主電源正常供電時，需要由主電源對其進行充電：當主電源失去時，又由電池放電以保持單片機系統(tǒng)的運行。

下面介紹一款標準的掉電保護電路。 (Vcc=6V) 。當主電源正常時，單片機由' Vcc 5V 電源供電，此時． Vcc 5V 電源通過 D1 和 R1 ，對保護用電池進行充電，以保證電池電量的充足。

適當選擇 R1 的大小，可以保證充電電流和充電時間都比較合理。例如：需要對 3 ． 6V ／ 60mAh 的電池充電，充電時間選擇在 8 小時左右，就選擇充電電流為 8 mA ． R1 ： (6V-0 ． 6V) ／ 8(0 ． 6V 是串連二極管的導通壓降 ) 。與電池并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管是防止電池過充電用的。

放電路徑是：電池通過 R1+R2 ，對單片機供電端口進行供電，供電電流通過 R1+R2 之后，會

有壓降，到達單片機的 Vcc 端口時，電壓就會比 3 ． 6V 低，一般會在 2V 一 2 ． 5V 左右，不要企 在這個時候提高單片機的供電電壓，這樣反而會適得其反．令單片機仍然工作于正常供電狀態(tài)。對各型單片機，這個低供電電壓會有某些差別．調整電阻 R2 ，在保證單片機能夠 保持運行的情況下，耗用電流越小越好。

注意：掉電保護的電流大小，還與單片機的晶體頻率的高低以及程序軟件的編寫有關，因 為電池對單片機供電時，雖然電池供電不能通過 D2 反向導通到其他器件的公共供電線路上 ．但是，單片機的其他輸出端口卻會通過其他器件瀉放電流，造成保護電流很大．大大縮 短電池保護的工作時間。就單片機而言．晶體頻率越高，所需要的掉電保護電流就會越大。