[发明专利]应用于嵌入式系统的电路结构和掉电保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，特别涉及一种应用于嵌入式系统的具有掉电保护功能的电路结构以及相应的掉电保护方法。

背景技术

嵌入式系统是计算机软件与硬件的综合体，它是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。Windows CE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统。

现有使用Windows CE操作系统的嵌入式系统设备，均存在设备掉电后有一定概率出现操作系统文件损坏问题。此问题的产生是由于硬件设备在设计存储方式时使用NAND FLASH(闪存)作为存储芯片，软件方面是由于Windows CE操作系统架构设计上的自身缺陷。设备紧急断电时Windows CE操作系统未做保存处理工作，可能会产生误读/写信号误操作NAND FLASH而导致已保存的文件损坏或丢失，若损坏的区域为用户已保存的数据，则会对用户资料造成一定损害，若损坏的文件为Windows CE系统文件，则出现系统无法正常使用等情况。

如图1所示，原硬件设计方案中，与文件保存相关的电路部分从外部输入的5V电源电压通过防反电路后直接给系统主控电路供电，同时存储器工作。在5V输入电源电压紧急掉电的情况下，上述电路部分会同时直接断电，这样存储器就有可能出现不正常工作的情况，导致系统或用户文件丢失。

发明内容

因此，本发明提出一种应用于嵌入式系统的电路结构和掉电保护方法，以解决嵌入式系统设备使用中出现的设备掉电后系统和/或用户文件损坏的问题。

具体地，本发明实施例提供的一种应用于嵌入式系统的电路结构，包括防反电路、系统主控电路、存储器、掉电保护电路以及法拉电容；防反电路具有电源电压输入端和电压输出端，存储器电连接系统主控电路，掉电保护电路电连接在防反电路的电压输出端和系统主控电路的电源端之间，法拉电容电连接掉电保护电路并用于储存电能以在防反电路的电源电压输入端掉电后给系统主控电路的电源端供电以完成文件保存至存储器。

在本发明的一个实施例中，上述掉电保护电路包括：状态监测电路、状态通知电路和掉电维持电路；状态监测电路电连接至防反电路的电压输出端并用于监测上述电压输出端的输出电压以得到监测值；状态通知电路电连接状态监测电路和系统主控电路的中断端口，用于接收上述监测值以判断防反电路的电源电压输入端是否掉电并产生掉电状态通知输出给系统主控电路的中断端口；掉电维持电路电连接在状态监测电路和系统主控电路的电源端之间并电连接上述法拉电容，用于在电源电压输入端未掉电状态下对法拉电容充电并将防反电路的电压输出端的电压传递至系统主控电路的电源端、以及用于在电源电压输入端掉电状态下利用法拉电容储存的电能向系统主控电路的电源端供电。

在本发明的一个实施例中，上述状态监测电路为分压采样电路。

在本发明的一个实施例中，上述分压采样电路包括串接在上述电压输出端和接地电位之间的第一电阻和第二电阻，并且第一电阻和第二电阻之间的节点电压作为上述监测值。

在本发明的一个实施例中，上述状态通知电路包括单片机，且单片机利用通用目的输入/输出口接收上述监测值。

在本发明的一个实施例中，上述掉电维持电路包括：第一二极管、电阻和第二二极管；第一二极管的正极电连接上述状态监测电路，第一二极管的负极电连接系统主控电路的电源端，电阻电连接在第一二极管的负极和法拉电容之间，第二二极管的正极电连接法拉电容且第二二极管的负极电连接第一二极管的负极，从而电阻和第二二极管并联在第一二极管的负极和法拉电容之间。

此外，本发明实施例提供的一种应用于嵌入式系统的电路结构，包括系统主控电路、存储器、掉电保护电路和电容。其中，系统主控电路的电源端用于接收一电源电压，存储器电连接系统主控电路。掉电保护电路包括：串接在上述电源电压和接地电位之间的第一电阻和第二电阻、且第一电阻和第二电阻之间的节点作为监测值输出端；单片机，其一通用目的输入/输出(GPIO)口电连接监测值输出端、且其状态通知输出端电连接系统主控电路的中断端口；以及第一二极管、第三电阻和第二二极管，第一二极管的正极电连接上述电源电压、第一二极管的负极电连接系统主控电路的电源端，第三电阻和第二二极管并联在第一二极管的负极和上述电容之间并且第二二极管的正极电连接所述电容以及第二二极管的负极电连接第一二极管的负极。