单片机掉电保护电路设计方案

在数字钟、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，称之为掉电。掉电后，单片机停止工作，时钟也会停止，这种结果在许多场合是不希望的，为了保证单片机在主电压失去时仍然能够保持运行，通常就利用干电池对单片机系统继续进行供电的办法加以解决。

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 甚至更低的电压供电时，仍能保证其最基本运行 ( 对外部输入输出功能将会失效或停止 ) 。

外配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以充足的电能投入保护工作。所以，又有一个如何给电池充电的问题。也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：当主电源失去时，又由电池放电以保持单片机系统的运行。

下面介绍一款标准的掉电保护电路。 (Vcc=6V) 。当主电源正常时，单片机由' Vcc 5V 电源供电，此时． Vcc 5V 电源通过 D1 和 R1 ，对保护用电池进行充电，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 3 ． 6V ／ 60mAh 的电池充电，充电时间选择在 8 小时左右，就选择充电电流为 8 mA ． R1 ： (6V-0 ． 6V) ／ 8(0 ． 6V 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 3 ． 6V 低，一般会在 2V 一 2 ． 5V 左右，不要企 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。对各型单片机，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 反向导通到其他器件的公共供电线路上 ．但是，单片机的其他输出端口却会通过其他器件泻放电流，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。