【導(dǎo)讀】在數(shù)字鐘等類型的單片機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)主電源 DC5V 失去時(shí)，我們稱之為掉電。掉電之后，就會(huì)出現(xiàn)大家不希望的場(chǎng)面，單片機(jī)停止工作，為了保證單片機(jī)在主電壓失去時(shí)仍然能夠保持運(yùn)行，人們就利用干電池對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行供電。
1、掉電保護(hù)的條件和理念
應(yīng)該感謝單片機(jī)芯片的工程技術(shù)設(shè)計(jì)師，是他們首先提供了單片機(jī)系統(tǒng)能夠順利實(shí)施“掉電保護(hù)”的內(nèi)部條件，這就是：?jiǎn)纹瑱C(jī)允許在電壓低至 2V 甚至更加小一些的電壓供電時(shí)。仍然可以保證其最基本的運(yùn)行（對(duì)外部輸入輸出功能將會(huì)失效或者停止）。
電池在主電源失去時(shí)，對(duì)單片機(jī)的繼續(xù)運(yùn)行提供能源，此時(shí)的電池能源是非常寶貴的，往往都是以“uA” 級(jí)進(jìn)行計(jì)算。而且還有一個(gè)不能避免的結(jié)果，就是隨著保護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，電池的電量也會(huì)用完的。所以，保護(hù)電路有一個(gè)最長(zhǎng)保護(hù)時(shí)間的參數(shù)，使用中不能超過，否則，保護(hù)就會(huì)失效。當(dāng)電池經(jīng)過保護(hù)時(shí)間的使用之后，就需要補(bǔ)充電能，以便下一次保護(hù)時(shí)能夠“酒足飯飽”地投入保護(hù)工作。所以，又有一個(gè)如何給電池充電的問題。
歸納一下：就是電池在主電源正常供電時(shí)，需要由主電源對(duì)其進(jìn)行充電；當(dāng)主電源失去一時(shí)，又由電池放電以保持單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。
2、掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)
下面就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的掉電保護(hù)電路。(VCC = 6V)
單片機(jī)設(shè)計(jì)
當(dāng)主電源正常時(shí)，單片機(jī)由VCC5V電源供電，此時(shí)，VCC5V 電源通過 D1 和 R1 ，對(duì)保護(hù)用電池進(jìn)行充電，以保證電池電量的充足。適當(dāng)選擇 R1 的大小，可以保證充電電流和充電時(shí)間都比較合理。
例如：需要對(duì) 3V6 * 60mAH 的電池充電，充電時(shí)間選擇在 8 小時(shí)左右，我們就選擇充電電流為 8 mA，R1 ＝（6V - 0.6）/ 8（0.6 是串連二極管的導(dǎo)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(duì)單片機(jī)供電端口進(jìn)行供電，供電電流通過 R1+R2 之后，會(huì)有壓降，到達(dá)單片機(jī)的 VCC 端口時(shí)，電壓就會(huì)比 3V6 低，一般會(huì)在 2V-2V5 左右，不要企圖在這個(gè)時(shí)候提高單片機(jī)的供電電壓，這樣反而會(huì)適得其反，令單片機(jī)仍然工作于正常供電狀態(tài)。對(duì)各單片機(jī)生產(chǎn)公司的各種單片機(jī)，這個(gè)低供電電壓會(huì)有某些差別，調(diào)整電阻 R2，在保證單片機(jī)能夠保持運(yùn)行的情況下，耗用電流越小越好。
注意：掉電保護(hù)的電流大小，還與單片機(jī)的晶體頻率的高低以及程序軟件的編寫有關(guān)，因?yàn)殡姵貙?duì)單片機(jī)供電時(shí)，雖然電池供電不能通過 D2 反向?qū)ǖ狡渌骷墓补╇娋€路上，但是，單片機(jī)的其它輸出端口卻會(huì)通過其它器件瀉放電流，造成保護(hù)電流很大，大大縮短電池保護(hù)的工作時(shí)間。就單片機(jī)而言，晶體頻率越高，所需要的掉電保護(hù)電流就會(huì)越大。
