CN1485705A - 一种微处理机控制系统运行状态断电数据保护的方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明一种微处理机控制系统运行状态断电数据保护的方法及电路，涉及微处理机控制系统断电数据保护，尤其是微处理机控制的车库门系统断电数据保护的方法及电路。它是在系统的直流供电电路中分出一路储能供电回路，向微处理器(MCU)和电可擦写只读存储器(EEPROM)供电，另设一由直流供电电路供电的断电探测电路与MCU的输入口连接，MCU与EEPROM的数据交换端口相互连接；MCU中运行一程序监视输入口上断电探测电路的输出，发现断电信号即刻调用EEPROM中的现场保护子程序将系统运行状态的现场数据保存到EEPROM中。断电后储能供电回路的有效供电过程时间大于MCU检测并保存运行状态的现场数据所需的时间。
Description
所属技术领域
本发明涉及微处理机系统断电数据保护，尤其是对微处理机控制的车库门系统运行状态断电数据保护的方法及电路。
背景技术
微处理机控制系统运行过程中难免遇到断电现象，断电时需要将系统状态数据保护下来，以便同电后系统能继续正常工作。以往的解决方法，一是将微处理机控制系统的电源连接在不间断电源设备上，断电时由不间断电源设备供电，并完成相应系统状态数据保护工作；二是在微处理机控制系统内部设置后备电池，断电时由电池供电，并完成相应系统状态数据保护工作。第一种方法，不间断电源设备价格较高，在一般的微处理机控制系统中不适用。第一种方法，由于需要在微处理机控制系统设置复杂的电源切换和电池充电电路，且使用电池本身也会带来新的问题，在较简单的微处理机控制系统也不适用。特别是像微处理机控制的车库门系统，由于这类系统被控制量少，社会使用的数量特别大，对成本和系统可靠性要求高，系统结构必须简单，运行状态断电数据保护最好能利用系统断电时电路里残留的电能。
发明内容
本发明的第一个目的旨在提供一种能利用微处理机控制系统断电时电路里残留的电能保存系统在断电时运行状态数据的方法。
本发明的第二个目的旨在提供一种能实现上述方法的电路。
本发明的第一个目的是通过以下方案实现的：微处理机控制系统运行状态断电数据保护的方法是：系统的直流供电电路中分出一路储能供电回路，储能供电回路向系统的微处理器和电可擦写只读存储器供电，另设一断电探测电路与微处理器的输入口连接；微处理器中运行一程序，该程序监视微处理器的输入口上断电探测电路的输出，一旦发现断电信号即刻调用电可擦写只读存储器中的现场保护子程序将系统运行状态的现场数据保存到电可擦写只读存储器中。
本发明的第二个目的是通过以下方案实现的：微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路，系统的直流供电电路中分出一路储能供电回路，储能供电回路向系统的微处理器和电可擦写只读存储器供电，另设一断电探测电路与微处理器的输入口连接，微处理器与电可擦写只读存储器的数据交换端口相互连接；所述的储能供电回路的供电电压从断电起至下降到该系统的微处理器、电可擦写只读存储器正常工作的许可值的过程时间大于微处理器检测到断电信号并将系统运行状态的现场数据保存到电可擦写只读存储器中所需的时间。
一种较简单的实施方式是：所述的储能供电回路使用电容储能，在所述的直流供电电路与储能电容之间串接有一个防止断电时储能电容向直流供电电路放电的反向隔离二极管。
一种较佳的电路结构是：所述的储能供电回路包括一个反向隔离二极管、一个储能电容、一个滤波电容、一个限流电阻和一个稳压二极管；反向隔离二极管的正极连接直流供电电路中整流电路的正输出端，负极连接储能电容的正极、滤波电容和限流电阻；储能电容的负极、滤波电容的另一端和稳压二极管的正极接地；稳压二极管的负极和限流电阻的另一端相接构成储能供电回路的输出端。
针对微处理机控制的车库门系统：所述的断电探测电路为由直流供电电路供电的脉冲发生器。
本发明微处理机控制系统运行状态断电数据保护的方法及电路，由于只需在常规的微处理机控制系统中改变对微处理器和电可擦写只读存储器的供电关系并增加电路结构简单的储能供电回路和断电探测电路，在软件中添加内容简单的断电探测程序段和现场保护子程序，就可以解决简单控制系统断电数据保护必须简单可靠的难题，比现有技术附加生产和维护成本底，可靠性高。尤其是储能供电回路使用电容储能比电感或电磁储能等方式更简单易行，便于加工制造。储能供电回路仅包括一个反向隔离二极管、一个储能电容、一个滤波电容、一个限流电阻和一个稳压二极管；零件少，改变储能电容的容量或稳压二极管的稳压值，就可满足不同系统的具体要求，通用性强。断电探测电路采用无行程开关定位的车库门系统自身的由直流供电电路供电的脉冲发生器，即省去了附加的零件也有利于断电探测程序段的编制。
附图说明
图1是本发明微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路的结构方框图。
图2是本发明微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路的一个实施例的电结构图。
图3是图2实施例的附属转速测量电路的电结构图。
图4是图2实施例的断电监测程序段流程图。
具体实施方式
本发明微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路的结构请参见图1，系统的直流供电电路1中分出一路储能供电回路2，向微处理器(MCU)3和电可擦写只读存储器(EEPROM)4供电。另设一断电探测电路5与MCU 3的输入口连接；断电探测电路5由直流供电电路1供电。MCU 3与EEPROM 4的数据交换端口相互连接。MCU 3中运行一程序监视输入口上断电探测电路的输出，发现断电信号即刻调用EEPROM 4中的现场保护子程序将系统运行状态的现场数据保存到EEPROM 4中。储能供电回路2的供电电压从断电起至下降到该系统的MCU 3和EEPROM 4正常工作的许可值的过程时间大于MCU 3检测到断电信号并将系统运行状态的现场数据保存到EEPROM 4中所需的时间。
本发明的一个实施例是用于车库门控制系统，它的电结构请参见图2。在这个车库门控制系统中，为简化系统结构，降低成本，未使用常规的行程开关，而是由微处理机在车库门进动过程中对计量脉冲发生器发出的脉冲进行计数，进而判断是否到达开启或关闭的极限。因此必须对断电时刻的运行状态进行记录。图中，集成电路IC1为MCU 3；集成电路IC2为EEPROM 4。
该系统的直流供电电路1由交流变压器T1变压，全波桥式整流器D1-D4整流，滤波电容C1，C2滤波后提供12伏直流电压，分出两路，一路通过三端稳压器W、电阻R1、电容C3、C4、C5、C6组成的稳压电路由节点VCC输出5伏系统供电电压；一路储能供电回路2向微处理器(MCU)3和电可擦写只读存储器(EEPROM)4供电。
由于储能供电回路2使用电容储能比电感或电磁储能等方式更简单易行，本实施例中储能供电回路2使用电容储能，在直流供电电路1与储能电容之间串接有一个防止断电时储能电容向直流供电电路1放电的反向隔离二极管。
储能供电回路2包括一个反向隔离二极管D8、一个储能电容C16、一个滤波电容C17、一个限流电阻R19和一个由3伏稳压二极管D9、D10串接而成的6伏稳压二极管；反向隔离二极管D8的正极连接直流供电电路1中整流电路的正12伏输出端，负极连接储能电容C16的正极、滤波电容C17和限流电阻R19；储能电容C16的负极、滤波电容C17的另一端和6伏稳压二极管的正极接地；6伏稳压二极管的负极和限流电阻R19的另一端相接构成储能供电回路1的输出端，这里还串接了一只二极管D11，其目的是利用二极管D11的0.7伏的压降得到带负载后节点+5V上5伏的输出电压。由节点+5V向MCU 3和EEPROM 4供电。
MCU 3与EEPROM 4的数据交换端口相互连接。
断电探测电路5为由直流供电电路1供电的车库门进动计量脉冲发生器。它由双脉冲发生集成电路IC3和两组外围电路组成。其中一组外围电路51包括由可变电阻R10、电阻R9、R41、电容C10组成的脉冲频率调节部分和由三极管Q4、集电极电阻R11、基极电阻R34组成的反向放大器；另一组外围电路52包括调节由可变电阻R13、电阻R12、R42、电容C11组成的脉冲频率调节部分和由三极管Q5、集电极电阻R14、R35组成的反向放大器；断电探测电路5的两组外围电路51、52的反向放大器输出端各与MCU 3的一个输入口连接；正常供电时，它们向MCU 3输出连续的脉冲序列。断电时，它们无脉冲输出。MCU 3可借此判定发生断电。
MCU 3接有由石英振荡器Y1和电容C7、C8组成的时钟电路6。
MCU 3接有由电阻R23、非门U1、二极管D13、电容C9、C18和电阻R24组成的复位电路7。其中电阻R23、非门U1与二极管D13依次串接在节点+5V与MCU 3的复位端之间，电容C9、C18并接在节点+5V与MCU 3的复位端之间，电阻R24串接在复位端与接地点之间。利用非门U1输出稳定的特点，抵抗电网恢复供电可能出现脉动等不稳定现象，保证MCU 3在复位操作过程可以正常稳定地读出记录的断电时刻运行情况参数。
为便于理解，图3给出本实施例的转速测量电路8的电结构。转速测量电路8由三极管Q11、基极输入电阻R43及基极偏置电阻R15组成以转速传感器81的发光二极管和限流电阻R25为负载的放大器。基极输入电阻R43的输入端与MCU 3的一个控制输出端口P0.2连接。转速传感器81的光电接收管的输出端与MCU 3的一个控制输入端口P0.3连接。
请参看图4断电监测程序段的流程图。MCU 3的主程序运行中不断调用此程序段，进入本程序段：
1.首先判断是否到达极限位置应停止？是，则转入3；否，则转下一步
2.判断是否断电探测电路5有脉冲信号？是，则转入4；否，则转下一步。
3.调用EEPROM 4中的现场保护子程序。将系统运行状态的现场数据保存到EEPROM 4中。系统转入停机状态。
4.测量转速。
5.判断转速是否正常？是，则转入7；否，则转下一步。
6.进入异常处理子程序处理。
7.返回主程序。
Claims (5)
1.一种微处理机控制系统运行状态断电数据保护的方法，其特征是：系统的直流供电电路中分出一路储能供电回路，储能供电回路向系统的微处理器和电可擦写只读存储器供电，另设一断电探测电路与微处理器的输入口连接；微处理器中运行一程序，该程序监视微处理器的输入口上断电探测电路的输出，一旦发现断电信号即刻调用电可擦写只读存储器中的现场保护子程序将系统运行状态的现场数据保存到电可擦写只读存储器中。
2.一种微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路，其特征是：系统的直流供电电路中分出一路储能供电回路，储能供电回路向系统的微处理器和电可擦写只读存储器供电，另设一由直流供电电路供电的断电探测电路与微处理器的输入口连接，微处理器与电可擦写只读存储器的数据交换端口相互连接；所述的储能供电回路的供电电压从断电起至下降到该系统的微处理器、电可擦写只读存储器正常工作的许可值的过程时间大于微处理器检测到断电信号并将系统运行状态的现场数据保存到电可擦写只读存储器中所需的时间。
3.根据权利要求2所述的微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路，其特征是：所述的储能供电回路使用电容储能，在所述的直流供电电路与储能电容之间串接有一个防止断电时储能电容向直流供电电路放电的反向隔离二极管。
4.根据权利要求3所述的微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路，其特征是：所述的储能供电回路包括一个反向隔离二极管、一个储能电容、一个滤波电容、一个限流电阻和一个稳压二极管；反向隔离二极管的正极连接直流供电电路中整流电路的正输出端，负极连接储能电容的正极、滤波电容和限流电阻；储能电容的负极、滤波电容的另一端和稳压二极管的正极接地；稳压二极管的负极和限流电阻的另一端相接构成储能供电回路的输出端。
5.根据权利要求2或3或4所述的微处理机控制系统运行状态断电数据保护电路，其特征是：所述的断电探测电路为由直流供电电路供电的脉冲发生器。
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