复位电路的作用及基本的复位方式.doc
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1、复位电路的作用及基本的复位方式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。数字电路刚通电时都需要进行复位,复位的功能是将单片机里的重新开始,主要防止程序混乱,也就是跑飞、或者死机等现象,目的是使系统进入
2、初始状态,以便随时接受各种指令进行工作,CPU的复位可靠性决定着产品系统的稳定性,因此在电路当中,发生任何一种复位后,系统程序将从重新开始执行,系统寄存器也都将恢复为默认值。下面总结几种CPU复位方式。1、上电复位上电复位就是直接给产品上电,上电复位与低压 LVR操作有联系,电源上电的过程是逐渐上升的曲线过程,这个过程不是瞬间的完成的,一上电时候系统进行初始化,此时振荡器开始工作并提供系统时钟,系统正常工作2、看门狗复位看门狗定时器CPU内部系统,它是一个自振式的 RC振荡定时器,与外围电路无关,也与CPU主时钟无关,只要开启看门狗功能也能保持计时,该溢出时候也会溢出,并产生复位3、LVR低压
3、复位每个CPU都有一个复位电压,这个电压很低,有1.8V、2.5V等,当系统由于受到外界的影响导致输入电压过低,当低至复位电压时候系统自动复位,当然,前提是系统要打开LVR功能,有时候也叫掉电复位。diangon如图,当LVR工作电压VDD时候,比如在V1时候工作是正常的,当VSS工作电压LVR时候,系统有可能出错,比如在V2时候,也就是我们常说的死区,这个状态不确定。4、外围电路复位如果系统内部不能正常复位或者软件复位无效的时候,可以依靠外部硬件复位。如图是一种简单的RC复位电路,电源接通时候,通过R1对C2进行充电,经过一段延迟后加到电路当中产生复位信号,这个复位信号的上升速度低于电源的上
4、电速度,当复位引脚检测到高电平时候,系统复位结束,进入正常工作状态。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
5、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。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1F。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
6、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。3、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RS
7、T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,Rllk,R210k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
8、/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(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。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
9、(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,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,因此其计数会超过某一值,从而产生复位脉冲,
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