单片机掉电数据保存共5页

创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*单片机程序程序存储空间（ROM）和数据存储空间(RAM)详解问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K 字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。

512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。

2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。

主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。

像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。

单片机原理及系统结构在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。

图一：存储空间分布51单片机存储器结构分析8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。

这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。

MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。

所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。

而ARM （甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。

MCS-51单片机存储器的配置特点①内部集成了4K的程序存储器ROM；②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）；③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。

单片机应用系统断电时的数据保护方法在测量、控制等领域的应用中，常要求单片机内部和外部RAM中的数据在电源掉电时不丢失，重新加电时，RAM中的数据能够保存完好，这就要求对单片机系统加接掉电保护电路。

掉电保护通常可采用以下三种方法：一是加接不间断电源，让整个系统在掉电时继续工作，二是采用备份电源，掉电后保护系统中全部或部分数据存储单元的内容；三是采用EEPROM来保存数据。

由于第一种方法体积大、成本高，对单片机系统来说，不宜采用。

第二种方法是根据实际需要，掉电时保存一些必要的数据，使系统在电源恢复后，能够继续执行程序，因而经济实用，故大量采用[1]。

EEPROM既具有ROM掉电不丢失数据的特点，又有RAM随机读写的特点。

但由于其读写速度与读写次数的限制，使得EEPROM不能完全代替RAM。

下面将介绍最常用的一些掉电保护的处理方法，希望能对相关设计人员在实际工作中有所帮助。

1 简单的RAM数据掉电保护电路在具有掉电保护功能的单片机系统中，一般采用CMOS单片机和CMOS RAM。

CMOS型RAM存储器静态电源小，在正常工作状态下一般由电源向片外RAM供电，而在断电状态下由小型蓄电池向片外RAM供电，以保存有用数据，采用这种方法保存数据，时间一般在3－5个月[2]。

然而，系统在上电及断电过程中，总线状态的不确定性往往导致RAM内某些数据的变化，即数据受到冲失。

因此对于断电保护数据用的RAM存储器，除了配置供电切换电路外，还要采取数据防冲失措施，当电源突然断电时，电压下降有个过程，CPU在此过程中会失控，可能会误发出写信而冲失RAM中的数据，仅有电池是不能有效完成数据保护的，还需要对片选信号加以控制，保证整个切换过程中CS引脚的信号一直保持接近VCC。

通常，采用在RAM的CS和VCC引脚之间接一个电阻来实现COMS RAM的电源切换，然而，如果在掉电时，译码器的输出出现低电平，就可能出现问题，图1给出一种简单的电路设计，它能够避免上述问题的产生。

掉电保存方案
掉电保存方案主要通过在系统中加入掉电检测电路和掉电数据保存功能来实现。

下面是一种常见的单片机掉电检测电路和掉电数据保存方案：
单片机掉电检测电路通常由法拉电容实现。

法拉电容具有大容量、高储能的特性，能够储存足够多的电能。

在电源断电的情况下，法拉电容可以通过电荷泵电路等将电力输送给单片机，使其保持工作状态，并将数据保存在存储器中。

当电源恢复供电时，单片机将继续执行任务，并且可以从存储器中恢复掉电前保存的数据。

掉电数据保存方案通常采用数据备份和恢复机制。

在系统运行过程中，单片机可以定期将重要的数据备份到非易失性存储器中，如EEPROM、Flash等。

当电源断电时，单片机可以立即将剩余的数据写入存储器中，确保数据不会丢失。

当电源恢复供电时，单片机可以从存储器中恢复数据，确保数据的完整性。

另外，为了避免电源断电时对单片机的干扰，可以采用低功耗技术来降低单片机的工作电流，使其在断电时能够快速进入休眠状态。

同时，可以在单片机外部添加去抖动电路、滤波电路等抗干扰措施，以确保数据的准确性。

总的来说，掉电保存方案需要在硬件和软件方面进行全面设计和实现。

硬件方面需要选择合适的法拉电容、非易失性存储器等器件，软件方面需要编写相应的掉电检测和数据备份程序，以确保系统在掉电时能够正确地保存数据并恢复工作状态。

∙在掉电瞬间将数据存入Ｅ２ＰＲＯＭ的方法∙作者:广西-陈瑜峰发布时间：2009-11-18 阅读次数：280 字体大小: 【小】【中】【大】在单片机的应用中，一些需要高速处理且掉电后需要保存的数据多放在单片机片内ＲＡＭ中，采用备用电池保存ＲＡＭ中的数据。

备用电池使用期限有限，存储的数据易受干扰，可靠性低。

将数据存在Ｅ2ＰＲＯＭ中可靠性较高。

如果数据量较小（１０个字节以内），则可采用在掉电瞬间靠电容储能将需要保存的数据存入Ｅ2ＰＲＯＭ的方法。

在单片机系统中，常用Ｘ２５０４５来存储数据。

８９Ｃ２０５１和Ｘ２５０４５的耗电量都比较低，当稳压电源的滤波电容在３０００μＦ以上时，一检测到掉电立即关掉耗电量较大的输出，则电容的储能可以保证单片机在系统掉电后继续工作４０ｍｓ以上。

Ｘ２５０４５的存储时间为２ｍｓ／字节，５０Ｈｚ交流电压掉电可在２０ｍｓ内检测到，因此可以将１０个字节的数据存入Ｘ２５０４５。

这样，在单片机的正常运行期间数据存储在内部ＲＡＭ中，存取速度快，掉电后数据存入Ｅ2ＰＲＯＭ中，数据保存的可靠性高，系统电路简单、成本低。

１．硬件电路及原理由于电容的储能只能保证单片机在掉电后４０ｍｓ内正常工作，掉电检测电路必须在尽可能短的时间内准确地检测到掉电。

将５０Ｈｚ的交流电压转换为５０Ｈｚ占空比约为５０％的脉冲信号，单片机检测５０Ｈｚ脉冲，如果脉冲停止则判断为掉电，立即转入掉电处理程序。

硬件电路如图１所示。

２２０Ｖ交流电经过变压器ＴＩ，输出９Ｖ交流电，通过１ｋΩ电阻Ｒ２接到光耦Ｄ１的输入端。

当交流电正半周Ａ、Ｂ两点间的电压大于光耦的导通电压时，光耦导通，经过７４ＬＳ１４整形反相后输出一个高电平到单片机；当Ａ、Ｂ两点间的电压小于光耦的导通电压时，７４ＬＳ１４输出一个低电平到单片机，输入到单片机的是一个占空比略小于５０％的脉冲信号，高电平的脉冲宽度在５～１０ｍｓ之间。

将扫描周期定为５ｍｓ，可以保证用最短的时间准确地检测到掉电（如图２所示）。

单片机掉电检测电路与单片机掉电数据保存
摘要: 单片机在正常工作时，因某种原因造成突然掉电，将会丢失数据存储器(RAM)里的数据。

在某些应用场合如测量、控制等领域，单片机正常工作中采集和运算出一些重要数据，待下次上电后需要恢复这些重要数据。

因此，在一些没有后备供电系统的单片机应用系统中，有必要在系统完全断电之前，把这些采集到的或计算出的重要数据存在在EEPROM 中。

为此，...
单片机在正常工作时，因某种原因造成突然掉电，将会丢失数据存储器(RAM)里的数据。

在某些应用场合如测量、控制等领域，单片机正常工作中采集和运算出一些重要数据，待下次上电后需要恢复这些重要数据。

因此，在一些没有后备供电系统的单片机应用系统中，有必要在系统完全断电之前，把这些采集到的或计算出的重要数据存在在EEPROM 中。

为此，通常做法是在这些系统中加入单片机掉电检测电路与单片机掉电数据保存。

用法拉电容可从容实现单片机掉电检测与数据掉电保存。

电路见下图。

这里首先用6V 供电(如7806),为什幺用6V 不用5V 是显而易见的.电路中的二极管们一般都起两个作用,一是起钳位作用,钳去0.6V,保证使大多数51 系列的单片机都能在4.5V--5.5V 之间的标称工作电压下工作.而4.5-5.5 间这1V 电压在0.47F 电容的电荷流失时间就是我们将来在单片机掉电检测报警后我们可以规划的预警回旋时间。

二是利用单向导电性保证向储能电容0.47F/5.5V 单向冲电。

两只47 欧电阻作用:第一，对单片机供电限流。

一般地单片机电源直接接。

单片机掉电保护总结Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】单片机应用系统断电时的数据保护方法在测量、控制等领域的应用中，常要求单片机内部和外部RAM中的数据在电源掉电时不丢失，重新加电时，RAM中的数据能够保存完好，这就要求对单片机系统加接掉电保护电路。

掉电保护通常可采用以下三种方法：一是加接不间断电源，让整个系统在掉电时继续工作，二是采用备份电源，掉电后保护系统中全部或部分数据存储单元的内容；三是采用EEPROM来保存数据。

由于第一种方法体积大、成本高，对单片机系统来说，不宜采用。

第二种方法是根据实际需要，掉电时保存一些必要的数据，使系统在电源恢复后，能够继续执行程序，因而经济实用，故大量采用[1]。

EEPROM既具有ROM掉电不丢失数据的特点，又有RAM随机读写的特点。

但由于其读写速度与读写次数的限制，使得EEPROM 不能完全代替RAM。

下面将介绍最常用的一些掉电保护的处理方法，希望能对相关设计人员在实际工作中有所帮助。

1简单的RAM数据掉电保护电路在具有掉电保护功能的单片机系统中，一般采用CMOS单片机和CMOSRAM。

CMOS 型RAM存储器静态电源小，在正常工作状态下一般由电源向片外RAM供电，而在断电状态下由小型蓄电池向片外RAM供电，以保存有用数据，采用这种方法保存数据，时间一般在3－5个月[2]。

然而，系统在上电及断电过程中，总线状态的不确定性往往导致RAM内某些数据的变化，即数据受到冲失。

因此对于断电保护数据用的RAM存储器，除了配置供电切换电路外，还要采取数据防冲失措施，当电源突然断电时，电压下降有个过程，CPU在此过程中会失控，可能会误发出写信而冲失RAM中的数据，仅有电池是不能有效完成数据保护的，还需要对片选信号加以控制，保证整个切换过程中CS引脚的信号一直保持接近VCC。

通常，采用在RAM的CS和VCC引脚之间接一个电阻来实现COMSRAM的电源切换，然而，如果在掉电时，译码器的输出出现低电平，就可能出现问题，图1给出一种简单的电路设计，它能够避免上述问题的产生。

单片机的空闲模式与掉电模式首先，我们来介绍一下单片机的空闲模式。

空闲模式是指单片机在没有接收到外部处理请求时停止运行主程序，转入一种低功耗模式。

在空闲模式中，单片机可以关闭一些不必要的模块、外设和时钟源，以达到最低功耗状态。

同时，虽然主程序停止运行，但空闲模式下，单片机仍能继续监测并执行中断服务程序，以确保在有需要时能立即响应外部处理请求。

空闲模式可以有效降低功耗，延长电池寿命，减少能源消耗。

接下来，我们来介绍一下单片机的掉电模式。

掉电模式是指单片机完全关闭或部分关闭，并停止运行主程序和中断服务程序。

在掉电模式下，单片机的工作状态处于最低功耗状态，只保持最基本的功能，以极低的功耗维持芯片的存储数据等必要功能。

单片机的掉电模式分为多个级别，不同级别的掉电模式将关闭不同的模块和外设，实现不同程度的功耗降低。

通过选择合适的掉电模式，可以在保证基本功能的同时，实现最小功耗的芯片工作状态。

在单片机的掉电模式中，可以通过外部中断、看门狗定时器或RTC（实时时钟）来唤醒单片机，以便在有需求时重新启动芯片，恢复正常工作。

这样既保证了低功耗，又能满足外部处理请求的及时响应。

掉电模式与空闲模式相比，功耗更低，但需要更长的启动时间。

因此，在实际应用中，需要根据实际需求和性能要求选择合适的模式。

总结起来，单片机的空闲模式与掉电模式都是为了实现节能和低功耗设计的。

空闲模式通过停止主程序的运行，关闭不必要的模块和外设，降低功耗，延长电池寿命。

掉电模式进一步降低功耗，通过部分或完全关闭芯片，只保持基本存储数据和最低功耗功能，实现极低功耗状态。

这两种模式都可以通过外部触发唤醒信号来重新启动芯片，以满足外部处理请求的需求。

在实际应用中，根据需求和性能要求选择合适的模式，以实现最佳的节能效果。

单片机程序程序存储空间（ROM）和数据存储空间(RAM)详解问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。

512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。

2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。

主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。

像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。

单片机原理及系统结构在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。

图一：存储空间分布51单片机存储器结构分析8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。

这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。

MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。

所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。

而ARM（甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。

MCS-51单片机存储器的配置特点①内部集成了4K的程序存储器ROM；②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）；③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。

从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。