面向射频的单片机掉电保持系统设计

查子尧，林毅

（南京理工大学自动化学院，江苏 南京 210094）

随着电子行业的快速发展，目前越来越多的嵌入式系统需要用到通信模块，比如近场通信（Near Field Communication，NFC）、4G、WIFI等。由于这些芯片的存在，系统故障掉电时会消耗巨大电流，导致电压在2 ms以内就跌落至单片机工作电压以下，因此数据在掉电时无法备份存储[1]。目前的电力电子设备，掉电时存储数据的时间一般需要10～20 ms，若数据较多可能还需要更长时间[2]。为了保证在故障掉电时有足够的时间保存数据，需要延长系统的掉电时间。

文中通过低压差线性稳压器（Low Dropout，LDO）和超级电容实现射频系统中的掉电存储电路，并通过软件控制射频工作。其特点是面向射频系统，精确控制掉电时间并且频繁掉电时也能保证一定的掉电时间。

1 系统设计

1.1 系统总体框架

汽车电子行业中，嵌入式系统主要通过蓄电池给单片机以及各类外设芯片供电，通过MCU驱动射频芯片和FRAM。嵌入式射频系统的总体框架如图1所示。

图1 系统总体框图

物料搬运行业准则中，规定电压跌落时间至少大于50 ms，这是因为在搬运过程中，货物抖动可能导致负载变大，拉低电动叉车的电池电压，这个过程一般在50 ms左右。在此期间，单片机不能重启，也就是工作电压不能低于1.8 V[3]。

按照汽车电子的标准，当B+电压低于额定电压的40%，并超过5 ms，则认为电源已经断开，此时可以进行关机、掉电保存等操作。如果未达到5 ms电压就恢复至额定电压的40%以上，此时认为电源未断开，属于正常的电压抖动[4]。……