基于低功耗单片机的抗干扰电源

近年来，各种低功耗单片机在各类仪表中得到了广泛使用，特别是89C51/2单片机以其优良的性能、低廉的价格和标准的降低功耗特性以及片内存储器的快速可擦写性等赢得了广大用户。但各种探测仪表经常要求能方便地携带使用，因此仪表电源常采用专用电瓶。一般专用电瓶电压为12V(或12V串联组成)，而以89C51/2单片机组成的使用系统其电源电压Vcc要求在5(1±0.1)V范围内，有些仪表使用环境经常较恶劣，干扰因素较多。因此，要使单片机系统可靠工作，一套抗干扰能力强的供电电路显得十分紧要。

1抗干扰电源电路设计与分解

抗干扰电源电路由两部分组成，如图1所示。以MAX638为中心组成直流降压电路,要求将12V直流电压变为5V;以TL7705AC为中心组成抗干扰电路，要求当电源发生瞬态欠压、瞬间脉冲干扰及电源掉电时，使单片机进入掉电模式下运行。

图1抗干扰电源电路原理图

1.1直流降压电路

MAX638是美国MAXIM公司加工的单片开关型DC-DC电压变换电路MAX系列中的降压型产品，本身的工作电流仅为0.135mA，其输出电压为5V，而输入电压可以是5V～16.5V。由于MAX638内部含有一个峰值开关电流为375mA的MOS场效应管、一个+1.31V的基准电压源和一个65kHz的自激振荡器和误差比较器，因此在使用时只要外接储能电感L(本系统选用220H)和输出电容C(本系统选用100F)以及续流二极管就可组成一个降压型直流电源变换器。

MAX638还有一个低电源电压测试电路，通过电阻R1、R2对输入电源分压后供应一个测试电压。当输入电压低至Vmin时，MAX638的第2脚输出一个低电平欠压报警信号。改变R1的阻值以改变Vmin的大小。由于可接受的输入电压的范围较宽，因此当干扰造成输入电压不低于5V时，单片机使用系统照例能正常工作。

1.2抗干扰电路

89C51/2单片机有两种节电运行模式：待机运行模式和掉电运行模式。89C51/2单片机进入掉电模式运行时,片内振荡器停止工作，各种活动立刻停止，惟有片内RAM保持原有数据。利用这一特性,可方便实现电源抗干扰。如图1所示，二极管D2、D3及电池B实现主电源掉电时备用电源的切换。当主电源正常时，D2导通，D3截止，Vout经D2后供电;当主电源掉电时，D3导通，D2截止，单片机由电池B经D3后供电。TL7705AC为电压监视器，其测试标准值为4.55V，当主电源因故降至4.55V时，TL7705AC的第5脚输出低电平，向单片机祈求中断，通过中断服务程序可使单片机进入掉电模式下运行。为了保证单片机有足够的时间解决电源干扰，TL7705AC的测试电压应稍大于4.55V，为此可在TL7705AC的电压测试端与主电源间串入一个1.5kΩ的电位器p，依据中断服务程序的长度确定适当的阻值，即可得到对应的测试电压。TL7705AC的测试灵巧度较高，能在500ns内测试出主电源异常压降，因此对微秒级的干扰脉冲或欠压也可捕捉，完全能满足单片机抗干扰电源的要求。

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