你该了解的单片机复位电路
影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分:
1、外因
射频干扰，它是以空间电磁场的形式传递 在机器内部的导体（引线或零件引脚）感生出相应的干扰，可通过电磁屏蔽和合理的布线/器件布局衰减该类干扰；
电源线或电源内部产生的干扰，它是通过电源线或电源内的部件耦合或直接传导，可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰。
2、内因
振荡源的稳定性，主要由起振时间 频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定 稳定度受振荡器类型 温度和电压等参数影响复位电路的可靠性。
二、复位电路的可靠性设计
1、基本复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开
关 或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图1所示的rc复位电路可以实现上述基本功能，图3为其输入-输出特性。但解决不了电源毛刺（a点）和电源 缓慢下降（电池电压不足）等问题 而且调整 rc 常数改变延时会令驱动能力变差。左边的电路为高电平复位有效右边为低电平sm为手动复位开关ch可避免高频谐波对电路的干扰
图1 rc复位电路
图2所示的复位电路增加了二极管，在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。 图3所示复位电路输入输出特性图的下半部分是其特性，可与上半部比较增加放电回路的效果
图2 增加放电回路的rc复位电路
使 用比较电路，不但可以解决电源毛刺造成系统不稳定，而且电源缓慢下降也能可靠复位。图4 是一个实例 当 vcc x (r1/(r1+r2) ) =0.7v时，q1截止使系统复位。q1的放大作用也能改善电路的负载特性，但跳变门槛电压 vt 受 vcc影响是该电路的突出缺点，使用稳压二极管可使 vt 基本不受vcc影响。见图5，当vcc低于vt(vz+0.7v)时电路令系统复位。
图3 rc复位电路输入-输出特性
图4带电压监控功能的复位电路
图5 稳定门槛电压
图6实用的复位监控电路
在此基础上,增加延时电容和放电二极管构成性能优良的复位电路,如图6所示。调节c1可调整延时时间,调节r1可调整负载特性,如图7所示上半部分是图5电路的特性,下半部分对应图6。
图7 带电压监控功能的复位电路的输入-输出特性
2、电源监控电路
上述的带电压监控的复位电路又叫电源监控电路 监控电路必须具备如下功能：
上 电复位，保障上电时能正确地启动系统；掉电复位，当电源失效或电压降到某一电压值以下时，复位系统；市面上有类似的集成产品，如philips半导体公司 生产的max809、max810。此类产品体积小、功耗低，而且可选门槛电压。可保障系统在不同的异常条件下可靠地复位，防止系统失控。图8中的rm和 sm实现手动复位 无需该功能时可把reset端（或/reset）端直接与单片机的rst端（或/rst端）相连 最大限度地简化外围电路 也可选择philips半导体公司带手动复位功能的产品max708。
图8集成复位监控电路
此外，max708还可以监视第二个电源信号，为处理器提供电压跌落的预警功能，利用此功能，系统可在电源跌落时到复位前执行某些安全操作，保存参数，发送 警报信号或切换后备电池等。图9电表的应用实例 利用max708 电表可在电源毛刺或停电前把当前电度数保存到e2prom中再配合保存多个电度数备份算法，可有效解决令工程师头疼e2prom中的电度数掉失问题使用该 电路必须选择适当的预警电压点，以保证靠电源的储能供电情况下，vcc电压从预警电压跌到复位电压的维持时间（tb）必须足够长 e2prom的写周期约为10－20ms一般取tb>200ms就可确保数据稳定写入。预警电压调整方法 当vdc等于预警电压时调整r1和r2使pfi的电压为1.25v此时可检测/pfo来确认内部的电压比较器是否动作，调整时必须注意此比较器是窗口比较 器。 图10是该应用的程序流程图
图9 max708的典型应用
图10. 电表应用中e2prom数据保护程序流程图
3.多功能电源监控电路
除上电复位和掉电复位外，很多监控电路集成了系统所需的功能，如：
电源测控，供电电压出现异常时提供预警指示或中断请求信号，方便系统实现异常处理；数据保护，当电源或系统工作异常时，对数据进行必要的保护，如写保护、数 据备份或切换后备电池；看门狗定时器，当系统程序“跑飞”或“死锁”时，复位系统；其它的功能，如温度测控、短路测试等等。
我们把其称作多功能电源监控电路。下面介绍两款特别适合在工控、安防、金融行业中广泛应用多功能的监控电路:
catalyst 公司的 cat1161 是一个集成了开门狗、电压监控和复位电路的 16k 位 e2prom（i2c接口）不但集成度高、功耗低（e2prom部分静态时真正实现零功耗）而且清看门狗是通过改变sda的电平实现的，节省系统i/o资 源，其门槛电压可通过编程器修改，该修改范围覆盖绝大多数应用。当电源下降到门槛电压以下时 硬件禁止访问 e2prom 确保数据安全。
使用时注意的是 rst，/rst 引脚是 i/o 脚，cat1161 检测到两引脚中任何一个电压异常都会产生复位信号，与 rst /rst引脚相连的下拉电阻 r2 和上拉电阻 r1 必须同时连接，否则cat1161将不断产生复位！同样不需要手动复位功能时可节省rm和sm两个元件。
图11.内置wdt reset /reset e prom监控器件接口电路
philips 公司的 sa56600-42 被设计用在电源电压降低或断电时作保护微电脑系统中sram 的数据。当电源电压下降到通常值4.2v 时，输出 cs 变为逻辑低电平，把 ce 也拉低，从而禁止对 sram的操作。同时，产生一个低电平有效的复位信号，供系统使用，如果电源电压继续下降，到达通常值3.3v或更低时，sa56600-42切换系统操 作，从主电源供电切换到后备锂电池供电，当主电源恢复正常（电压上升至3.3v或更高时）将sram的供电电源将由后备锂电池切换回主电源，当主电源上升 至大于典型值4.2v 时 输出 cs 变为逻辑高电平，使 ce 变为高电平，使能 sram的操作，复位信号一直持续到系统恢复正常操作为止。在系统电源电压不足或突然断电的时候，这个器件能可靠地保护系统在sram内的数据。
图12.内置sram数据保护电路的监控器件sa56600-42的典型应用
4. arm 单片机的复位电路设计
无论在移动电话 高端手持仪器还是嵌入式系统，32位 单片机 arm 占据越来越多的份额，arm 已成为事实的高端产品工业标准。由于 arm 高速、低功耗、低工作电压导致其噪声容限低这是对数字电路极限的挑战，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定度、电源监控可靠性等诸多方面也提出了更 高的要求。arm监控技术是复杂并且非常重要的。
分立元件实现的监控电路，受温度、湿度、压力等外界的影响大而且对不同元件影响不一致较大板面积，过多过长的引脚容易引入射频干扰，功耗大也是很多应用难以 接受，而集成电路能很好的解决此类问题。目前也有不少微处理器中集成监控电路，处于制造成本和工艺技术原因，此类监控电路大多数是用低电压cmos工艺实 现的，比起用高电压、高线性度的双极工艺制造的专用监控电路 性能还有一段差距。
结论是：使用 arm而不用专用监控电路，可能导致得不偿失，经验也告诉我们使用专用监控电路可以避免很多离奇古怪的问题。arm的应用工程师，切记少走弯路！
图13.用philips max708实现的arm复位电路
图13 是实用可靠的 arm 复位电路。arm 内核的工作电压较低。r1 可保证电压低于max708 的工作电源还能可靠复位。其中 trst信号是给 jtag 接口用的。使用 hc125 可实现多种复位源对 arm 复位，如通过pc机串口或jtag接口复位arm。
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1、外因
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2、内因
振荡源的稳定性，主要由起振时间 频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定 稳定度受振荡器类型 温度和电压等参数影响复位电路的可靠性。
二、复位电路的可靠性设计
1、基本复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开
关 或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图1所示的rc复位电路可以实现上述基本功能，图3为其输入-输出特性。但解决不了电源毛刺（a点）和电源 缓慢下降（电池电压不足）等问题 而且调整 rc 常数改变延时会令驱动能力变差。左边的电路为高电平复位有效右边为低电平sm为手动复位开关ch可避免高频谐波对电路的干扰
图1 rc复位电路
图2所示的复位电路增加了二极管，在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。 图3所示复位电路输入输出特性图的下半部分是其特性，可与上半部比较增加放电回路的效果
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使 用比较电路，不但可以解决电源毛刺造成系统不稳定，而且电源缓慢下降也能可靠复位。图4 是一个实例 当 vcc x (r1/(r1+r2) ) =0.7v时，q1截止使系统复位。q1的放大作用也能改善电路的负载特性，但跳变门槛电压 vt 受 vcc影响是该电路的突出缺点，使用稳压二极管可使 vt 基本不受vcc影响。见图5，当vcc低于vt(vz+0.7v)时电路令系统复位。
图3 rc复位电路输入-输出特性
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图5 稳定门槛电压
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在此基础上,增加延时电容和放电二极管构成性能优良的复位电路,如图6所示。调节c1可调整延时时间,调节r1可调整负载特性,如图7所示上半部分是图5电路的特性,下半部分对应图6。
图7 带电压监控功能的复位电路的输入-输出特性
2、电源监控电路
上述的带电压监控的复位电路又叫电源监控电路 监控电路必须具备如下功能：
上 电复位，保障上电时能正确地启动系统；掉电复位，当电源失效或电压降到某一电压值以下时，复位系统；市面上有类似的集成产品，如philips半导体公司 生产的max809、max810。此类产品体积小、功耗低，而且可选门槛电压。可保障系统在不同的异常条件下可靠地复位，防止系统失控。图8中的rm和 sm实现手动复位 无需该功能时可把reset端（或/reset）端直接与单片机的rst端（或/rst端）相连 最大限度地简化外围电路 也可选择philips半导体公司带手动复位功能的产品max708。
图8集成复位监控电路
此外，max708还可以监视第二个电源信号，为处理器提供电压跌落的预警功能，利用此功能，系统可在电源跌落时到复位前执行某些安全操作，保存参数，发送 警报信号或切换后备电池等。图9电表的应用实例 利用max708 电表可在电源毛刺或停电前把当前电度数保存到e2prom中再配合保存多个电度数备份算法，可有效解决令工程师头疼e2prom中的电度数掉失问题使用该 电路必须选择适当的预警电压点，以保证靠电源的储能供电情况下，vcc电压从预警电压跌到复位电压的维持时间（tb）必须足够长 e2prom的写周期约为10－20ms一般取tb>200ms就可确保数据稳定写入。预警电压调整方法 当vdc等于预警电压时调整r1和r2使pfi的电压为1.25v此时可检测/pfo来确认内部的电压比较器是否动作，调整时必须注意此比较器是窗口比较 器。 图10是该应用的程序流程图
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