单片机各种复位电路原理.pdf

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1、.单片机各种复位电路原理复位电路的作用在上电或复位过程中,控制CPU的复位状态:这段时间内让CPU保持复位状态,而不是一上电或刚复位完毕就工作,防止CPU发出错误的指令、执行错误操作,也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。基本的复位方式单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初

2、始状态,并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有:手动按钮复位和上电复位1、手动按钮复位手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平(图1)。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时,则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达

3、数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。'..图1图22、上电复位AT89C51的上电复位电路如图2所示,只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端,下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机,由于在RST端内部有一个下拉电阻,故可将外部电阻去掉,而将外接电容减至1μF。上电复位的工作过程是在加电时,复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号,此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落,即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位,RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时,Vcc

4、的上升时间约为10ms,而振荡器的起振时间取决于振荡频率,如晶振频率为10MHz,起振时间为1ms;晶振频率为1MHz,起振时间则为10ms。在图2的复位电路中,当Vcc掉电时,必然会使RST端电压迅速下降到0V以下,但是,由于内部电路的限制作用,这个负电压将不会对器件产生损害。另外,在复位期间,端口引脚处于随机状态,复位后,系统将端口置为全“l态。如”果系统在上电时得不到有效的复位,则程序计数器PC将得不到一个合适的初值,因此,CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。2、积分型上电复位常用的上电或开关复位电路如图3所示。上电后

5、,由于电容C3的充电和反相门的作用,使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时,按下复位键K后松开,也能使RST为一段时间的高电平,从而实现上电或开关复位的操作。根据实际操作的经验,下面给出这种复位电路的电容、电阻参考值。图3中:C:=1uF,Rl=lk,R2=10k'..图3积分型上电复位电路专用芯片复位电路:上电复位电路在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时,电源会有一些不稳定的因素,为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此,在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。上复

6、位电路另一个作用是,监视正常工作时电源电压。若电源有异常则会进行强制复位。复位输出脚输出低电平需要持续三个(12/fcs)或者更多的指令周期,复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。等待接受输入信号(若如遥控器的信号等)。图4上电复位电路原理图上电复位电路原理分析5V电源通过MC34064的2脚输入,1脚便可输出一个上升沿,触发芯片的复位脚。电解'..电容C13是调节复位延时时间的。当电源关断时,电解电容C13上的残留电荷通过D13和MC34064内部电路构成回路,释放掉电荷。以备下次复位启用。四、上电复位电路的关键性器件关键性器件有:

7、MC34064。图6内部结构框图输入输出特性曲线:'..上电复位电路关键点电气参数MC34064的输出脚1脚的输出(稳定之后的输出)如下图所示:三极管欠压复位电路'..欠压复位电路工作原理(图6)w接通电源,+5V电压从“0V”开始上升,在升至3.6V之前,稳压二极管DH03都处于截止状态,QH01(PNP管)也处于截止状态,无复位电压输出。w当+5V电源电压高于3.6V以后,稳压二极管DH03反向击穿,将其两端电压“箝位”于3.6V。当+5V电源电压高于4.3V以后,QH01开始导通,复位电压开始形成,当+5V电源电压接近+5V时,

8、QH01已经饱和导通,复位电压达到稳定状态。图6欠压复位电路图看门狗型复位电路看门狗型复位电路主要利用CPU正常工作时,定时复位计数器,使得计数器的值不超过某一值;当CPU不能正常工作时,由于计数器不能被复位,因此其计数

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