单片机系统中的掉电保护电路

通常，在数字钟、打铃仪、某些定时器和日历钟等类型的单片机系统中，当主电源 DC5V 失去时，我们称之为掉电。掉电之后，单片机会停止工作，时钟会停止往前走，这种结果在许多场合往往是不希望的，为了保证单片机在主电压失去时仍然能够保持运行，人们就利用干电池对单片机系统继续进行供电。

应该感谢单片机芯片的工程技术设计师，是他们首先提供了单片机系统能够顺利实施“掉电保护”的内部条件，这就是：单片机允许在电压低至 2V 甚至更加小一些的电压供电时。仍然可以保证其最基本的运行（对外部输入输出功能将会失效或者停止）。

电池在主电源失去时，对单片机的继续运行提供能源，此时的电池能源是非常宝贵的，往往都是以“uA” 级进行计算。而且还有一个不能避免的结果，就是随着保护时间的延长，电池的电量也会用完的。所以，保护电路有一个最长保护时间的参数，使用中不能超过，否则，保护就会失效。

当电池经过保护时间的使用之后，就需要补充电能，以便下一次保护时能够“酒足饭饱”地投入保护工作。所以，又有一个如何给电池充电的问题。

归纳一下：就是电池在主电源正常供电时，需要由主电源对其进行充电；当主电源失去一时，又由电池放电以保持单片机系统的运行。

下面就是一个标准的掉电保护电路。(VCC = 6V).

以保证电池电量的充足。适当选择 R1 的大小，可以保证充电电流和充电时间都比较合理。

例如：需要对 3V6 * 60mAH 的电池充电，充电时间选择在 8 小时左右，我们就选择充电电流为 8 mA，R1 ＝（6V - 0.6）/ 8（0.6 是串连二极管的导通压降）。

与电池并联的稳压二极管是防止电池过充电用的。

放电路径是：电池通过 R1+R2 ，对单片机供电端口进行供电，供电电流通过 R1+R2 之后，会有压降，到达单片机的 VCC 端口时，电压就会比 3V6 低，一般会在 2V--2V5 左右，不要企图在这个时候提高单片机的供电电压，这样反而会适得其反，令单片机仍然工作于正常供电状态。对各单片机生产公司的各种单片机，这个低供电电压会有某些差别，调整电阻 R2，在保证单片机能够保持运行的情况下，耗用电流越小越好。

注意：掉电保护的电流大小，还与单片机的晶体频率的高低以及程序软件的编写有关，因为电池对单片机供电时，虽然电池供电不能通过 D2 反向导通到其它器件的公共供电线路上，但是，单片机的其它输出端口却会通过其它器件泻放电流，造成保护电流很大，大大缩短电池保护的工作时间。就单片机而言，晶体频率越高，所需要的掉电保护电流就会越大。