单片机复位电路有关问题_第1页
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文档简介

1、想问一下单片机复位电路问题 复位过程我明白,RST接高电平复位,接低电平单片机正常工作但电路连接 不太理解什么意思,想知道图中电解电容的作用,既然是按键高电平复位 为什么要加电解电容呢 不加可以吗?如果一定要加原因是什么?另外想知道电容作用是隔直流通交流,是绝对的直流不通过还是什么充电过程 无电流 放电过程有电流,求指教我认为绛红的蓝同学说的不太好。电容确实可以起到按键去除抖动的作用,但是这里的电容还有一个更重要的作用就是 上电复位,因为考虑到芯片刚刚上电时由于供电不稳定而做出错误的计算,所以增加 一个上电复位以到达延时启动 CPU的目的,使芯片能够正常工作。虽然现在很多芯片 自带了上电延时功

2、能,但是我们一般还是会增加额外的上电复位电路,提高可靠性。上电复位是如此工作的,此时不用考虑按键和你图中1K电阻的作用。上电瞬间,电压 VCC短时间内从0V上升到5V 比方说5V,这一瞬间相当于交流电,电容相当于 导线,5V的电压全部加在10K电阻上,也就是说,这时RST的电平状态为高电平。但是从上电开始,电容自己就慢慢充电,其两端电压呈曲线上升,最终到达5V,也就是说其正端电位为5V,负端电位为0V,其负端也就正好是RST,此时RST为低电平, 单片机开始正常工作。添加按键是为了手动复位,一般那个 1K电阻可以不加。当按键按下时,电容两端构成 回路并放电,使RST端重新变为高电平,按键抬起时

3、电容又充电使 RST变回低电平。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发岀错误的指令、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,在现场却岀现了 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。根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始状态,并从初态开始工作。89系列单片机的复位

4、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,那么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上参加高电平图1。一般采用的方法是在 RST端和正电源Vcc 之间接一个按钮。当人为按下按钮时,那么 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数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。2、上电复位AT89C51的上电复位电路

5、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1诉。 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,起振时间那么为10m

6、s。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“态。如果系统在上电时得不到有效的复位,那么程序计数器PC将得不到一个适宜的初值,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,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

7、的经验,下面给岀这种复位电路的电容、电阻参考值。图 3 中:C : = 1uF,Rl= Ik,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岀给芯 片输岀一复位信号。上复位电路另一个作用是,监视正常工作时电源电压。假设电源有异常那么会进行强制复位。复位 输岀脚输岀低电平需要持续三个 12/fc s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 受输入信号假设如遥控器的信号等。图4

8、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:MC34064。图6内部结构框图输入输岀特性曲线: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列图所示:三极管欠压复位电路欠压复位电路工作原理 图6w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

9、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,QH01已经饱和导通,复位电压到达稳定状态。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 ,因此其计数会超过某一值 ,从而产生复位脉冲 ,使得 CPU 恢复正常工作状态。典型 应用的 Watchdog 复位电路如图 7所示。此复

10、位电路的可靠性主要取决于软件设计,即将定时向复位电路发出脉冲的程序放在何处。一般设计 ,将此段程序放在定时器中断效劳子程序中。然而 ,有时这种设计仍然会引起程序走飞或 工作不正常。原因主要是:当程序 “走飞 发生时定时器初始化以及开中断之后的话,这种“走飞 情况就有可能不能由Watchdog 复位电路校正回来。 因为定时器中断一真在产生 ,即使程序不正常 ,Watchdog 也能被正常复位。 为此提出 定时器加预设的设计方法。即在初始化时压入堆栈一个地址,在此地址内执行的是一条关中断和一条死循环语句。在所有不被程序代码占用的地址尽可能地用子程序返回指令RET 代替。这样,当程序走飞后 ,其进入

11、陷阱的可能性将大大增加。 而一旦进入陷阱 ,定时器停止工作并且关闭中断 ,从而使 Watchdog 复位电路会产生一个复位脉冲将 CPU 复位。当然这种技术用于实时性较强的控制或处理软件中有一定的困难图 7 看门狗型复位电路比拟器型复位电路比拟器型复位电路的根本原理如图8所示。上电复位时,由于组成了一个RC低通网络,所以比拟器的正相输入端的电压比负相端输入电压延迟一定时间。 而比拟器的负相端网络的时间常数远远小于正相端 RC 网络的时间常数 因此在正端电压还没有超过负端电压时 ,比拟器输出低电平 ,经反相器后产生高电平。复位脉冲的宽度主要取决于正 常电压上升的速度。由于负端电压放电回路时间常数较大,因此对电源电压的波动不敏感。但是容易产生以下二种不利现象: 1 电源二次开关间隔太短时 ,复位不可靠 ;2当电源电压中有浪涌现象时 ,可能在浪涌消失后不能产 生复

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