一種微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法及電路的製作方法
2023-09-12 16:07:50 2
專利名稱：一種微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法及電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及微處理機系統斷電數據保護，尤其是對微處理機控制的車庫門系統運行狀態斷電數據保護的方法及電路。
背景技術：
微處理機控制系統運行過程中難免遇到斷電現象，斷電時需要將系統狀態數據保護下來，以便同電後系統能繼續正常工作。以往的解決方法，一是將微處理機控制系統的電源連接在不間斷電源設備上，斷電時由不間斷電源設備供電，並完成相應系統狀態數據保護工作；二是在微處理機控制系統內部設置後備電池，斷電時由電池供電，並完成相應系統狀態數據保護工作。第一種方法，不間斷電源設備價格較高，在一般的微處理機控制系統中不適用。第一種方法，由於需要在微處理機控制系統設置複雜的電源切換和電池充電電路，且使用電池本身也會帶來新的問題，在較簡單的微處理機控制系統也不適用。特別是像微處理機控制的車庫門系統，由於這類系統被控制量少，社會使用的數量特別大，對成本和系統可靠性要求高，系統結構必須簡單，運行狀態斷電數據保護最好能利用系統斷電時電路裡殘留的電能。
發明內容
本發明的第一個目的旨在提供一種能利用微處理機控制系統斷電時電路裡殘留的電能保存系統在斷電時運行狀態數據的方法。
本發明的第二個目的旨在提供一種能實現上述方法的電路。
本發明的第一個目的是通過以下方案實現的微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法是系統的直流供電電路中分出一路儲能供電迴路，儲能供電迴路向系統的微處理器和電可擦寫只讀存儲器供電，另設一斷電探測電路與微處理器的輸入口連接；微處理器中運行一程序，該程序監視微處理器的輸入口上斷電探測電路的輸出，一旦發現斷電信號即刻調用電可擦寫只讀存儲器中的現場保護子程序將系統運行狀態的現場數據保存到電可擦寫只讀存儲器中。
本發明的第二個目的是通過以下方案實現的微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路，系統的直流供電電路中分出一路儲能供電迴路，儲能供電迴路向系統的微處理器和電可擦寫只讀存儲器供電，另設一斷電探測電路與微處理器的輸入口連接，微處理器與電可擦寫只讀存儲器的數據交換埠相互連接；所述的儲能供電迴路的供電電壓從斷電起至下降到該系統的微處理器、電可擦寫只讀存儲器正常工作的許可值的過程時間大於微處理器檢測到斷電信號並將系統運行狀態的現場數據保存到電可擦寫只讀存儲器中所需的時間。
一種較簡單的實施方式是所述的儲能供電迴路使用電容儲能，在所述的直流供電電路與儲能電容之間串接有一個防止斷電時儲能電容向直流供電電路放電的反向隔離二極體。
一種較佳的電路結構是所述的儲能供電迴路包括一個反向隔離二極體、一個儲能電容、一個濾波電容、一個限流電阻和一個穩壓二極體；反向隔離二極體的正極連接直流供電電路中整流電路的正輸出端，負極連接儲能電容的正極、濾波電容和限流電阻；儲能電容的負極、濾波電容的另一端和穩壓二極體的正極接地；穩壓二極體的負極和限流電阻的另一端相接構成儲能供電迴路的輸出端。
針對微處理機控制的車庫門系統所述的斷電探測電路為由直流供電電路供電的脈衝發生器。
本發明微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法及電路，由於只需在常規的微處理機控制系統中改變對微處理器和電可擦寫只讀存儲器的供電關係並增加電路結構簡單的儲能供電迴路和斷電探測電路，在軟體中添加內容簡單的斷電探測程序段和現場保護子程序，就可以解決簡單控制系統斷電數據保護必須簡單可靠的難題，比現有技術附加生產和維護成本底，可靠性高。尤其是儲能供電迴路使用電容儲能比電感或電磁儲能等方式更簡單易行，便於加工製造。儲能供電迴路僅包括一個反向隔離二極體、一個儲能電容、一個濾波電容、一個限流電阻和一個穩壓二極體；零件少，改變儲能電容的容量或穩壓二極體的穩壓值，就可滿足不同系統的具體要求，通用性強。斷電探測電路採用無行程開關定位的車庫門系統自身的由直流供電電路供電的脈衝發生器，即省去了附加的零件也有利於斷電探測程序段的編制。
圖1是本發明微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路的結構方框圖。
圖2是本發明微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路的一個實施例的電結構圖。
圖3是圖2實施例的附屬轉速測量電路的電結構圖。
圖4是圖2實施例的斷電監測程序段流程圖。
具體實施例方式
本發明微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路的結構請參見圖1，系統的直流供電電路1中分出一路儲能供電迴路2，向微處理器(MCU)3和電可擦寫只讀存儲器(EEPROM)4供電。另設一斷電探測電路5與MCU 3的輸入口連接；斷電探測電路5由直流供電電路1供電。MCU 3與EEPROM 4的數據交換埠相互連接。MCU 3中運行一程序監視輸入口上斷電探測電路的輸出，發現斷電信號即刻調用EEPROM 4中的現場保護子程序將系統運行狀態的現場數據保存到EEPROM 4中。儲能供電迴路2的供電電壓從斷電起至下降到該系統的MCU 3和EEPROM 4正常工作的許可值的過程時間大於MCU 3檢測到斷電信號並將系統運行狀態的現場數據保存到EEPROM 4中所需的時間。
本發明的一個實施例是用於車庫門控制系統，它的電結構請參見圖2。在這個車庫門控制系統中，為簡化系統結構，降低成本，未使用常規的行程開關，而是由微處理機在車庫門進動過程中對計量脈衝發生器發出的脈衝進行計數，進而判斷是否到達開啟或關閉的極限。因此必須對斷電時刻的運行狀態進行記錄。圖中，集成電路IC1為MCU 3；集成電路IC2為EEPROM 4。
該系統的直流供電電路1由交流變壓器T1變壓，全波橋式整流器D1-D4整流，濾波電容C1，C2濾波後提供12伏直流電壓，分出兩路，一路通過三端穩壓器W、電阻R1、電容C3、C4、C5、C6組成的穩壓電路由節點VCC輸出5伏系統供電電壓；一路儲能供電迴路2向微處理器(MCU)3和電可擦寫只讀存儲器(EEPROM)4供電。
由於儲能供電迴路2使用電容儲能比電感或電磁儲能等方式更簡單易行，本實施例中儲能供電迴路2使用電容儲能，在直流供電電路1與儲能電容之間串接有一個防止斷電時儲能電容向直流供電電路1放電的反向隔離二極體。
儲能供電迴路2包括一個反向隔離二極體D8、一個儲能電容C16、一個濾波電容C17、一個限流電阻R19和一個由3伏穩壓二極體D9、D10串接而成的6伏穩壓二極體；反向隔離二極體D8的正極連接直流供電電路1中整流電路的正12伏輸出端，負極連接儲能電容C16的正極、濾波電容C17和限流電阻R19；儲能電容C16的負極、濾波電容C17的另一端和6伏穩壓二極體的正極接地；6伏穩壓二極體的負極和限流電阻R19的另一端相接構成儲能供電迴路1的輸出端，這裡還串接了一隻二極體D11，其目的是利用二極體D11的0.7伏的壓降得到帶負載後節點+5V上5伏的輸出電壓。由節點+5V向MCU 3和EEPROM 4供電。
MCU 3與EEPROM 4的數據交換埠相互連接。
斷電探測電路5為由直流供電電路1供電的車庫門進動計量脈衝發生器。它由雙脈衝發生集成電路IC3和兩組外圍電路組成。其中一組外圍電路51包括由可變電阻R10、電阻R9、R41、電容C10組成的脈衝頻率調節部分和由三極體Q4、集電極電阻R11、基極電阻R34組成的反向放大器；另一組外圍電路52包括調節由可變電阻R13、電阻R12、R42、電容C11組成的脈衝頻率調節部分和由三極體Q5、集電極電阻R14、R35組成的反向放大器；斷電探測電路5的兩組外圍電路51、52的反向放大器輸出端各與MCU 3的一個輸入口連接；正常供電時，它們向MCU 3輸出連續的脈衝序列。斷電時，它們無脈衝輸出。MCU 3可藉此判定發生斷電。
MCU 3接有由石英振蕩器Y1和電容C7、C8組成的時鐘電路6。
MCU 3接有由電阻R23、非門U1、二極體D13、電容C9、C18和電阻R24組成的復位電路7。其中電阻R23、非門U1與二極體D13依次串接在節點+5V與MCU 3的復位端之間，電容C9、C18並接在節點+5V與MCU 3的復位端之間，電阻R24串接在復位端與接地點之間。利用非門U1輸出穩定的特點，抵抗電網恢復供電可能出現脈動等不穩定現象，保證MCU 3在復位操作過程可以正常穩定地讀出記錄的斷電時刻運行情況參數。
為便於理解，圖3給出本實施例的轉速測量電路8的電結構。轉速測量電路8由三極體Q11、基極輸入電阻R43及基極偏置電阻R15組成以轉速傳感器81的發光二極體和限流電阻R25為負載的放大器。基極輸入電阻R43的輸入端與MCU 3的一個控制輸出埠P0.2連接。轉速傳感器81的光電接收管的輸出端與MCU 3的一個控制輸入埠P0.3連接。
請參看圖4斷電監測程序段的流程圖。MCU 3的主程序運行中不斷調用此程序段，進入本程序段1.首先判斷是否到達極限位置應停止？是，則轉入3；否，則轉下一步2.判斷是否斷電探測電路5有脈衝信號？是，則轉入4；否，則轉下一步。
3.調用EEPROM 4中的現場保護子程序。將系統運行狀態的現場數據保存到EEPROM 4中。系統轉入停機狀態。
4.測量轉速。
5.判斷轉速是否正常？是，則轉入7；否，則轉下一步。
6.進入異常處理子程序處理。
7.返回主程序。
權利要求
1.一種微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法，其特徵是系統的直流供電電路中分出一路儲能供電迴路，儲能供電迴路向系統的微處理器和電可擦寫只讀存儲器供電，另設一斷電探測電路與微處理器的輸入口連接；微處理器中運行一程序，該程序監視微處理器的輸入口上斷電探測電路的輸出，一旦發現斷電信號即刻調用電可擦寫只讀存儲器中的現場保護子程序將系統運行狀態的現場數據保存到電可擦寫只讀存儲器中。
2.一種微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路，其特徵是系統的直流供電電路中分出一路儲能供電迴路，儲能供電迴路向系統的微處理器和電可擦寫只讀存儲器供電，另設一由直流供電電路供電的斷電探測電路與微處理器的輸入口連接，微處理器與電可擦寫只讀存儲器的數據交換埠相互連接；所述的儲能供電迴路的供電電壓從斷電起至下降到該系統的微處理器、電可擦寫只讀存儲器正常工作的許可值的過程時間大於微處理器檢測到斷電信號並將系統運行狀態的現場數據保存到電可擦寫只讀存儲器中所需的時間。
3.根據權利要求2所述的微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路，其特徵是所述的儲能供電迴路使用電容儲能，在所述的直流供電電路與儲能電容之間串接有一個防止斷電時儲能電容向直流供電電路放電的反向隔離二極體。
4.根據權利要求3所述的微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路，其特徵是所述的儲能供電迴路包括一個反向隔離二極體、一個儲能電容、一個濾波電容、一個限流電阻和一個穩壓二極體；反向隔離二極體的正極連接直流供電電路中整流電路的正輸出端，負極連接儲能電容的正極、濾波電容和限流電阻；儲能電容的負極、濾波電容的另一端和穩壓二極體的正極接地；穩壓二極體的負極和限流電阻的另一端相接構成儲能供電迴路的輸出端。
5.根據權利要求2或3或4所述的微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護電路，其特徵是所述的斷電探測電路為由直流供電電路供電的脈衝發生器。
全文摘要
本發明一種微處理機控制系統運行狀態斷電數據保護的方法及電路，涉及微處理機控制系統斷電數據保護，尤其是微處理機控制的車庫門系統斷電數據保護的方法及電路。它是在系統的直流供電電路中分出一路儲能供電迴路，向微處理器(MCU)和電可擦寫只讀存儲器(EEPROM)供電，另設一由直流供電電路供電的斷電探測電路與MCU的輸入口連接，MCU與EEPROM的數據交換埠相互連接；MCU中運行一程序監視輸入口上斷電探測電路的輸出，發現斷電信號即刻調用EEPROM中的現場保護子程序將系統運行狀態的現場數據保存到EEPROM中。斷電後儲能供電迴路的有效供電過程時間大於MCU檢測並保存運行狀態的現場數據所需的時間。
文檔編號G06F1/30GK1485705SQ02135498
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月26日 優先權日2002年9月26日
發明者吳小明 申請人:廈門金明達科技發展有限公司