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单片机上电复位延时

单片机上电复位延时
单片机上电复位延时

80C51单片机的上电复位POR(Pmver On Reset)实质上就是上电延时复位,也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上。为什么在每次单片机接通电源时,都需要加入一定的延迟时间呢?分析如下。

1 上电复位时序

在单片机及其应用电路每次上电的过程中,由于电源同路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容,使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD,是从低到高逐渐上升的。该过程所持续的时间一般为1~100ms(记作tsddrise)。上电延时taddrise的定义是电源电压从lO%VDD上升到90%VDD所需的时间,如图1所示。

在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后,时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程)。该过程所持续的时间一般为1~50 ms(记作tOSC)。起振延时tOSC的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间。从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚。这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数,代表XTALl和RST引脚上的输入逻辑高电平。例如,对于常见的单片机型号AT89C5l和AT89S5l,厂家给出的Vih1值为0.7VDD~VDD+0.5V。

从理论上讲,单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。这里,treset等于上电延时taddrise与起振延时tOSC之和,如图1所示。从实际上讲,延迟一个treset 往往还不够,不能够保障单片机有--一个良好的工作开端。

在单片机每次初始加电时,首先投入工作的功能部件是复位电路。复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时(记作TRST),以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间;在电源电压稳定之后,再插入一个延时,给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间;在单片机开始进入运行状态之前,还要至少推迟2个机器周期的延时,如图2所示。

2 上电复位电路3款

上述一系列的延时,都是利用在单片机RST引脚上外接一个RC支路的充电时间而形成的。典型复位电路如图3(a)所示,其中的阻容值是原始手册中提供的。在经历了一系列延时之后,单片机才开始按照时钟源的工作频率,进入到正常的程序运行状态。从图2所示的实测曲线中可以同时看到4条曲线:VDD、Vrst、XTAL2和ALE。在电源电压以及振荡器输出信号稳定之后,又等待了一段较长的延时才释放RST信号,使得CPU脱离复位锁定状态;而RST信号一旦被释放,立刻在ALE引脚上就可检测到持续的脉冲信号。

由于标准80C51的复位逻辑相对简单,复位源只有RST一个(相对新型单片机来说,复位源比较单一),因此各种原因所导致的复位活动以及复位状态的进入,都要依靠在外接引脚RST上施加一定时间宽度的高电平信号来实现。

标准80C5l不仅复位源比较单一,而且还没有设计内部上电复位的延时功能,因此必须借助于外接阻容支路来增加延时环节,如图3(a)所示。其实,外接电阻R还是可以省略的,理由是一些CMOS单片机芯片内部存在一个现成的下拉电阻Rrst。例如,AT89系列的Rrst阻值约为50~200kΩ;P89V51Rx2系列的Rrst阻值约为40~225 kΩ,如图4所示。因此,在图3(a)基础上,上电复位延时电路还可以精简为图3(b)所示的简化电路(其中电容C的容量也相应减小了)。

在每次单片机断电之后,须使延时电容C上的电荷立刻放掉,以便为随后可能在很短的时间内再次加电作好准备。否则,在断电后C还没有充分放电的情况下,如果很快又加电,那么RC支路就失去了它应有的延迟功能。因此,在图3(a)的基础上添加一个放电二极管D,上电复位延时电路就变成了如图3(c)所示的改进电路。也就是说,只有RC 支路的充电过程对电路是有用的,放电过程不仅无用,而且会带来潜在的危害。于是附加一个放电二极管D来大力缩短放电持续时间,以便消除隐患。二极管D只有在单片机断电的瞬间(即VCC趋近于0V,可以看作VCC对地短路)正向导通,平时一直处于反偏截止状态。

3 上电复位失败的2种案例分析

假如上电复位延迟时间不够或者根本没有延时过程,则单片机可能面临以下2种危险,从而导致CPU开始执行程序时没有一个良好的初始化,甚至陷入错乱状态。

①在时钟振荡器输出的时钟脉冲还没有稳定,甚至还没有起振之前,就因释放RST信号的锁定状态而放纵CPU开始执行程序。这将会导致程序计数器PC中首次抓取的地址码很可能是0000H之外的随机值,进而引导CPU陷入混乱状态。参考图5所示的实测信号曲线。

②在电源电压还没有上升到合适范围之前(自然也是时钟尚未稳定之前),就释放RST 信号的锁定状态,将会使单片机永远感受不到复位信号、经历不到复位过程、包含PC在内的各个SFR内容没有被初始化而保留了随机值,从而导致CPU从一个随机地址开始执行程序,进而也陷入混乱状态。参考图6所示的实测信号曲线。

4 外接监控器MAX810x

为了提高单片机应用系统的稳定性,以及保障单片机应用系统的可靠复位,许多世界著名的半导体公司,陆续推出了种类繁多、功能各异、封装微小的专用集成电路。本文仅以带有电源电压跌落复位和上电延迟复位功能的3脚芯片MAX810x为例,简单说明。

MAX810x(x=L、M、J、T、S或R)是美国Maxim公司研制的一组CMOS电源监控电路,能够为低功耗微控制器MCU(或μC)、微处理器MPU(或μP)或数字系统监视3~5V的电源电压。在电源上电、断电和跌落期间产生脉宽不低于140ms的复位脉冲。与采用分立元件或通用芯片构成的欠压检测电路相比,将电压检测和复位延时等功能集成到一片3引脚封装的小芯片内,大大降低了系统电路的复杂性,减少了元器件的数量,显著提高了系统可靠性和精确度。应用电路如图7所示。

MAX810x系列产品提供高电平复位信号,并且还能提供6种固定的检测门限(4.63V、4.38V、4.OOV、3.08V、2.93V和2.63V)。例如,MAX810M的检测门限电压就是4.38V,回差电压约为O.16V。

对于MAX810,在电源上电、断电或跌落期间,只要VCC还高于1.1V,就能保证RESET引脚输出高电压。在VCC上升期问RESET维持高电平,直到电源电压升至复位门限以上。在超过此门限后,内部定时器大约再维持240 ms后释放RESET,使其返回低电平。无论何时只要电源电压降低到复位门限以下(即电源跌落),RESET引脚就会立刻变高。

关于MAX8lO芯片的更多信息,可以参考该器件的产品手册。

在和一人聊天时,遇到了一个问题,单片机复位的问题,实在是很高深啊,因为一般书里是不说的,所以上网看看,转载于下:

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问题

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1、单片机要完成复位,为什么复位信号必须至少持续2个机器周期啊。

2、复位期间单片机在做什么?主要是这2个机器周期内在做什么。

3、单片机上电之后复位之前,单片机在做什么?

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答案

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1.复位信号要持续一定的时期,因为检测复位信号状态首先需要一定的时间,其次是为了单

片机状态的稳定。

2.主要做的就是初始化每个寄存器,包括最重要的PC指针,不包括RAM,然后单片机从复

位地址开始执行程序。

3.单片机上电后,上电复位信号使单片机被锁定在复位状态直到复位信号撤销。复位信号一

上电就有,但是这时单片机并不执行复位操作,首先要等Vcc稳定、然后晶振开始起振、振荡稳定后才执行两周期的复位操作(晶振没起振CPU怎么操作啊)。

因此单片机上电之后复位之前单片机不操作,状态稳定。开始复位操作时(振荡稳定后,也就是2周期开始)RESET信号仍然使单片机锁定在复位状态,但CPU执行PC指针、SFR 等的复位操作。

所以从上电到复位信号撤销前,单片机的状态一直是稳定的,单片机程序跑飞是由于复位信号的保持时间小于这个过程所需的时间,也就是PC指针、SFR等还没复位,复位信号就撤销了而放任CPU执行,从而导致程序跑飞、单片机混乱等现象。复位信号的保持时间跟复位电路的设计有关。

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?在电路中,使用电阻给电容充电,使电容的电压缓慢上升一直到VCC,在还没有到VCC 时,芯片复位脚近似低电平,但是芯片复位,接近VCC时,芯片复位脚近高电平,导致芯片停止复位,此时复位完成,整个电路循环运行.这个电路就叫做复位电路。它主要为了能保证微型机系统得到稳定可靠的工作。

目录

?复位电路的分类

?复位电路的Multisim仿真

?电源和复位电路设计

?利用自动复位电路保护辅助输出

复位电路的分类

单片机复位电路主要有四种类型:

(1)微分型复位电路:

(2)积分型复位电路:

(3)比较器型复位电路:

比较器型复位电路的基本原理。上电复位时,由于组成了一个RC低通网络,所以比较器的正相输入端的电压比负相端输入电压延迟一定时间.而比较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,比较器输出低电平,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位脉冲。

为此,将改进比较器重定电路,如图9所示.这个改进电路可以消除第一种现象,并减少第二种现象的产生.为了彻底消除这二种现象,可以利用数字逻辑的方法和比较器配合,设计的比较器重定电路。此电路稍加改进即可作为上电复位和看门狗复位电路共同复位的电路,大大提高了复位的可靠性。

(4)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.此复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服务子程序

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。

复位电路的Multisim仿真

?复位电路的Multisim仿真结果如图所示。在图中,当电源电压上升到一定值时,复位信号跳高使控制部分正常工作。图中,处于上方的信号是电压信号,处于下方的信号是复位信号。

图复位电路波形

电源和复位电路设计

?TMS320C5409型号DSP采用3.3V和1.8V电压供电,其中I/O采用3.3V 电压,芯片内核采用1.8V电压,内核采用低电压供电可以降低整个芯片的工作功耗。本节介绍TPS73xx系列的电压转换芯片,它们是TI公司为了配合C54xx系列DSP而专门设计的电压转换芯片。

TPS73xx系列的电压转换芯片包括3种固定输出电压的稳压器:TPS7333(3.3V)、TPS7348(4.85V)以及TPS7350(5V)。同时,该系列还提供输出可调的低降落稳压器(LDO)TPS7301(1.2~9.75V)。此外,TPS73xx系列的LDO和早期的LDO 电压转换芯片相比有许多优点,例如改进节省功率的关断方式,增加电源电压监控作用等。

常规的LDO稳压器采用PNP通路元件。PNP通路元件的基流正比于通过稳压器的负载电流,其实际工作电流比典型的静态电流和负载电流关系曲线中给出的电流大。因此,采

用PNP通路元件的电压转换芯片,可能会导致常规的LDO稳压器进人降落状态,从而使电流趋于饱和,为了维持负载电流,此时PNP通路元件的基极电流就会增加。如果这种情况发生在芯片上电期间,会导致较大的启动电流,而限制的电源电流无法满足启动电路,将使启动失败。因此,当负载变化时,常规LDO稳压器可能无法正常工作。

TPS73xx系列LDO克服了常规LDO稳压器的弊端,它具有非常低的静态电流,即使对于变化较大的负载,静态电流仍能保持稳定。TPS73xx系列LDO采用晶石金属氧化物半导体(PMOS,Pachnolite Metal-Oxide-S emiconductor)晶体管来传送电流。PMOS 元件的栅极是电压驱动的,所要求的工作电流较低,且在全负载范围内其工作电流能保持不变。因而采用PMOS通路元件的电压转换芯片,即使稳压器处于降落状况,静态电流仍然保持较低值。所以当负载发生变化时,TPS73xx系列LDO仍能正常工作。

TPS73xx的另一个特点是具有关断特性。当关断时,可以使电源输出处于高阻状态(基本上等于反馈分压电阻),并使静态电流减至0.5μA以下。当不使用关断特性时,器件对使能端的跃变可以迅速做出反应,通常在120μs之后可重新建立起稳定的输出电压。

TPS73xx上电时,输出电压跟踪输入电压。由于R巳SET输出是漏极开路的NMOS,所以应当使用上拉电阻,以确保显示逻辑信号为高电平。因此,当输入电压接近有效RESET 信号所需的最小值(250时规定为1.5V,在整个推荐工作范围内为1.9V)时,RESET 输出有效(低电平);当输出电压达到合适的正向输入门限时,200μs(典型值)的超时周期开始(在此周期内,RESET输出保持低电平);一旦超时周期结束,RESET输出便变为无效。

在欠压状态下,TPS73xx的RESET输出能启动复位信号,该信号能实现对DSP的复位。TPS73xx通过内部的比较器来监视稳压器的输出电容,从而检测输出电压是否处于欠压状态。当欠压状态发生时,RESET输出晶体管导通,使RESET信号变为低电平。

TPS73xx电源掉电时,电源电压监控作用将被激活。当输人电压下降且达到降落电压时,输出电压将随输人电压的下降而线性地下降。当输出电压降至低于规定的负向输人门限以下时,RESET输出变为有效(低电平)。如果输人电压降至有效RESET所需的最小值以下,那么RESET是不确定的。因为电路具有监视稳压器输出电压的作用,所以RESET 输出可以被禁止稳压器触发,或者被任何能导致输出降至规定的负向输人门限以下的故障状态(如输出短路和低输入电压等)触发。如果输出电压恢复正常(如故障排除后,稳压器恢复正常供电),内部定时器将被启动,它将在200μs(典型值)的超时周期内使RESET

信号保持有效。

TPS73xx电路中输入和输出电容的选择。TPS73xx不需要输入电容。但当它离电源的距离大于几英寸时,瓷片旁通电容(0.047pF至0.1μF)可以改进负载的瞬态响应。如果有快速上升时间的大负载瞬变(数百毫安),就必须使用大容量的电解电容。通常必须选择和TPS73xx相匹配的输人和输出电容。如果输入和输出电容选择不适当,那么瞬变负

载或电源脉冲可能导致TPS73xx复位信号的产生。如果使用的ESR输出电容较高,那么快于5μs的负载瞬变可能产生TPS73xx复位信号。如果瞬变宽度很窄,那么瞬变期间内,输出电压的尖峰可以低于复位门限而不触发TPS73x的复位电路。在触发复位电路之前,1μs的瞬变必须降至比门限低500mV。2μs的瞬变可以在刚好低于门限400mV处触发RESET。ESR的输出电容低,可以通过减少瞬变期间输出电压的下降而有助于正常工作,当预期可能发生快瞬变时,应当使用低ESR的输出电容。

TPS73xx和外部设备的连接。为了保证稳压器正常工作,外部设各的传感器输出端必须连接到TPS73xx稳压器的输入端,在TPS73xx系列电压转换芯片的内部,电源通过电阻分压网络连接至高阻宽带放大器,噪声拾取反馈通至稳压器输出,这两个端点之间的连线应尽可能短。但是远程检测时,外部设各的传感器输出端可以在关键处进行连接,以改进连接的性能。连接的布线方式应该尽量避免噪声拾取或使噪声拾取为最小。尽量不要在传感器和稳压器输出之间加RC网络来滤除噪声,因为这样可能会引起稳压器振荡。TPS7301的硬件连接如图1所示。

图1 TPS7301的连接

图1的外部电阻分压器可调整稳压器输出电压。控制稳压器输出电压的关系如下:

电阻R1和R2选择的准则是使得分压器电流近似于7μA。推荐的R2的阻值为169kΩ,R1的阻值根据所需的输出电压来调整(一般为82kΩ)。因为FB端的漏电流会引起误差,所以应当避免使用较大值的R1和R2。根据上述关系式可得到R1的表达式,R1=(V0

/VREF-1)×R2,得到不同输出电压对应的R1阻值如表所示,表中电阻单位为KΩ。

表输出电压

注:符合表中阻值的电阻属于高精度电阻。实际中可以使用普通阻值的电阻,例如,对于1.8V电压输出,可以选择R1=82kΩ和R2=180kΩ的值。

TPS7333的应用和TPS7301的应用基本一致,请参照有关芯片手册。详细的

TPS7301和TPS7333的电压转换连接如图2所示。

图2 TPS7301和TPS7333的连接

利用自动复位电路保护辅助输出

很多产品要求辅助直流输出为外部器件或子系统提供电源。如果这些子系统是热连接的,一定要保护辅助输出免于短路。采用熔丝的方案反应是迟钝的,并且导致内部直流电压轨电压下降,可能影响到主系统。

如图所示的电路,提供了脉冲电流将其限制在非常低的成本。它可以处理输出的瞬间或持续短路。输入范围的影响仅仅是很小的干扰(glitch)(在数百微秒内的几百毫伏)。U1是施密特触发脉冲反相器(74HC14),Q2是开关,而RSENSE是电流感应电阻。对该电路而言,VIN=12 V,并且该电路被设计成负载电流最大为0.6A。

在通常条件下(负载电流小于500mA)Q1关闭,V1=0 V,V2=0V,C1放电,而V3=5V,Q3、Q2打开,并且VOUT=12V。

如果负载电流上升到大于0.6A,Q1打开,V1增大,而C1在很小的时间常数(C1×R1)下通过D1充电。当V2增大到大于74HC14的断路点上限时,V3下降,并且Q3、Q2

关闭,而负载电流变为零。然后,Q1关闭,V1开始下降,而C1在较大的时间常数(C1×R2)下放电。在较长的周期(依赖于C1和R2)以后,V2变低,V3的开关变高,而串联的开关管(Q2)打开。

如果持续短路,该脉冲开关连续打开和关闭。对于高电流的应用而言,RSENSE上的

功耗成为问题。所以,Q1可以用高端电流传感器来代替,该传感器有放大作用(类似Zetex 的ZXCT1021),具有适当的电路改进。D2是用于当电源被关闭时C1放电的保护二极管。Q2具有足够的额定电流(4到5A)。设计师也可以考虑施密特触发器短路点的容差。Q2也可以用P沟道MOSFET来代替,从而具有更低的正向压降。对更高的电压(例如24V),MOSFET栅-源应该被保护:其不可以超过齐纳二极管的击穿电压。

当输出被1Ω电阻短路时,得到的V2是2到3.2V之间的锯齿波,其上升时间是500μs,延迟时间是1s。输出电流脉冲的幅度大约是1.5A持续500μs,而在输入幅度的干扰是0.2V 持续500μs。C1可以是一个较低的值(如0.47μF),以此来减小短路电流的脉冲宽度。

高电平复位:

(一般的51系列单片机采用高电平复位)

原理可理解为:单片机一上电的瞬间,电容相当于短路,所以5V电压全部集中在4.7K电阻上,然后,电容开始充电,当充电到一定时候,5V电压基本都集中在电容上了,电阻上的电压低于单片机需要的高电平电压。

低电平复位:

(AVR,PIC等较高级单片机采用高电平复位)

原理可理解为:刚上电时,电容视为短路,RST脚相当于接地,然后电容开始充电,随着,电容电压不断升高,电阻电压不断下降,即RST引脚电压不断上升至变为高电平,复位结束。

另外,早期都是用低电平复位

复位结束以后,需要维持复位信号高电平,带来了功耗的问题,有一部分人用高电平复位随着工作电压的降低,考虑到噪声的影响,又开始趋向于选择低电平。

电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST为低电平。正常工作为低电平,高电平复位。

c单片机上电复位和复位延时的时序分析

80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析 80C51单片机的上电复位POR(Power On Reset)实质上就是上电延时复位,也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上.为什么在每次单片机接通电源时,都需要加入一定的延迟时间呢?分析如下. 1 上电复位时序 在单片机及其应用电路每次上电的过程中,由于电源回路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容,使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD,是从低到高逐渐上升的.该过程所持续的时间一般为1~100 ms(记作taddrise).上电延时taddrise的定义是电源电压从10% VDD上升到90% VDD所需的时间,如图1所示. 图1 上电延时taddrise和起振延时tosc实测结果 在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后,时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程).该过程所持续的时间一般为1~50 ms(记作tosc).起振延时tosc的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间.从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚.这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数,代表XTAL1和RST引脚上的输入逻辑高电平.例如,对于常见的单片机型号AT89C51和AT89S51,厂家给出的Vih1值为0.7VDD~VDD+0.5 V. 从理论上讲,单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset.这里,treset等于上电延时taddrise与起振延时tosc之和,如图1所示.从实际上讲,延迟一个treset往往还不够,不能够保障单片机有一个良好的工作开端. 在单片机每次初始加电时,首先投入工作的功能部件是复位电路.复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时(记作TRST),以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间;在电源电压稳定之后,再插入一个延时,给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间;在单片机开始进入运行状态之前,还要至少推迟2个机器周期的延时,如图2所示.

单片机复位原理总结

题6是作者在2006年10月份全国巡回人才招聘的考题,居然60%的同学得零分,却只有一位同学得满分,这种现象值得我们彻底地反思。 题6:单片机上电复位电路如图3所示,请回答下列问题(12分): (1)该复位电路适用于高电平复位还是低电平复位? (2)试述复位原理,画出上电时Vc的波形; (3)试述二极管D的作用。 图3RC复位电路 答案:(1)低电平复位。 (2)在图3中,CPU上电时,但由于电容C两端的电压V C不能突变,因此V C保持低 不断上升,上升曲线如图4所示。只要选择合适电平。但随着电容C的充电,V C 就可以在CPU复位电压以下持续足够的时间使CPU复位。复位之后,的R和C,V C V 上升至电源电压,CPU开始正常工作。相当于在CPU上电时,自动产生了一个C 一定宽度的低电平脉冲信号,使CPU复位。 4 RC充放电曲线 图 (3)当电源电压消失时,二极管D为电容C提供一个迅速放电的回路,使/RESET端迅速回零,以便下次上电时CPU能可靠复位。 这是一个非常重要的知识点,如果CPU的复位电路设计得不合理将会导致CPU严重死机,并且影响与CPU有关的外围器件的稳定性,比如存储器上电丢失数据。因此我们在学习的过程中,一定要善于将前后的知识连贯起来。千万不要随意放过哪怕一个细小的问题,只有这样才能做到融会贯通。在管理新产品的开发过程中,作者发现出现质量事故的产品都是由一些看起来并不起眼的小问题所引起的,最终给企业带来的损失却是巨大的,甚至是毁灭性的打

击。 二、复位电路的工作原理 在书本上有介绍,51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现,那这个过程是如何实现的呢? 在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。 开机的时候为什么为复位 在电路图中,电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。所以根据公式,可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V,所以充电到0.7倍即为3.5V),需要的时间是10K*10UF=0.1S。 也就是说在电脑启动的0.1S内,电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少(串联电路各处电压之和为总电压)。所以在0.1S内,RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内,单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右)。 按键按下的时候为什么会复位 在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。 总结: 1、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号,只要保证电容的充放电时间大于2US,即可实现复位,所以电路中的电容值是可以改变的。 2、按键按下系统复位,是电容处于一个短路电路中,释放了所有的电能,电阻两端的电压增加引起的。

51单片机复位电路有关问题

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达到延时启动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,最终达到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数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。

单片机常用模块电路大全

单片机常用模块电路大全 1. 双路232通信电路:3线连接方式,对应的是母头,工作电压5V,可以使用MAX202或MAX232。 2. 三极管串口通信:本电路是用三极管搭的,电路简单,成本低,但是问题,一般在低波特率下是非常好的。 3. 单路232通信电路:三线方式,与上面的三级管搭的完全等效。 4. USB转232电路:采用的是PL2303HX,价格便宜,稳定性还不错。 5. SP706S复位电路:带看门狗和手动复位,价格便宜(美信的贵很多),R4为调试用,调试完后焊接好R4。 卡模块电路(带锁):本电路与SD卡的封装有关,注意与封装对应。此电路可以通过端口控制SD卡的电源,比较完善,可以用于5V和。但是要注意,有些器件的使用,5V和是不一样的。 液晶模块(ST7920):本电路是常见的12864电路,价格便宜,带中文字库。可以通过PSB端口的电平来设置其工作在串口模式还是并行模式,带背光控制功能。

字符液晶模块(KS0066):最常用的字符液晶模块,只能显示数字和字符,可4位或8位控制,带背光功能。 9.全双工RS485电路(带保护功能):带有保护功能,全双工4线通信模式,适合远距离通信用。 半双工通信模块:可以通过选择端口选择数据的传输方向,带保护功率。此模块只能工作在5V. 11. ARM JTAG仿真接口电路:比较完善,可以应用在常规的ARM芯片下,具有有自动下载功能,可以用JLINK或ULINK. 电源模块:这个电路比较简单,如果用直插可以达到,如果用贴片的可以到达1A。 电源模块:可以到达800mA,价格非常便宜,也有相应的的芯片,可以直接替换。 常用开关电源电路 buck电源电路。 14.最常用的开关电源:

单片机最小系统原理图

单片机最小系统 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的 系统. 对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图. 说明

复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让R C组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍. 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作) 单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的. 复位电路: 一、复位电路的用途 单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 单片机复位电路如下图:

二、复位电路的工作原理 在书本上有介绍,51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现,那这个过程是如何实现的呢? 在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。 开机的时候为什么为复位 在电路图中,电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。所以根据公式,可以算出电容充

单片机各种复位电路原理

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数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。

图1 图2 2、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,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

单片机复位电路参数计算

系统上电时,随着Vcc 电压由0V 增加到5V ,电容C1的上极板电位随之增加,电容的内电场增强,使C1能吸引更多的电子通过R 到达下极板,从外面看就电流通过C1 和R10入地。按电压在随着电流方向逐惭降低的原则,电流的出现会在R10端形成一大于0的电位。由于电容的充电逐渐饱和,所以电流会逐渐减小,电位也会逐渐减小。该电位的大小和持续的时间将直接影响到我们的系统能否上电复位。在AT89C51的规格书中有这么一段描述: 如果当Reset Pin 有两个机器周期的时间是高电平,那么就会系统就会被复位。 震荡频率震荡周期1 = 12*震荡周期机器周期= 所以对于12M 晶振做为“原动力”的系统来说,使系统复位的时间t 应大于: us M t 212*121 *2== 两个机器周期的时间求出来了,但是多高的电平才算是高电平呢?由AT89C51是规格书中关于其DC 特性的描述中可以知道,当Reset Pin 上的电压超过Min=0.7Vcc 时Reset Pin 就会认为是高电平。事先假设的系统电压为5V ,Vcc 在这里可以看成5V ,所以如果Reset Pin 上的电压超过0.7Vcc=3.5V ,就可以看成Reset Pin 为高电平,如果这超过3.5V 的电平持续时间超过2uS ,那么系统就会复位。 最后一步就是计算RST_H 处的电位了。不考虑流入Reset Pin 内电流,该电路就是一阶RC 电路。电容两端暂态电流与电压的关系式如下:

()()()()[]RC t C C C C U U U t U -+∞-+∞=e 因为()V U C 5=∞;()V U C 00=+;所以 ()RC t C t U --= 55 设Reset pin 电压为()t U R ,那么: ()()t U V t U C CC R -= 所以, ()RC t R t U -= 5, 当()V t U R 4.3=的时, RC t 357.0= 当且仅当 us RC t 2357.0≥=时,系统才会复位,即满足条件 610*6.5-≥RC 所以用R=1K Ω、C=22μF 符合要求

单片机复位电路理图解

单片机复位电路原理图解 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数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。 图1 图2 2、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,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

51单片机复位电路

51单片机复位电路 单片机在可靠的复位之后,才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。同时,复位电路也是容易受到外部噪声干扰的敏感部分之一。因此,复位电路应该具有两个主要的功能: 1.必须保证系统可靠的进行复位; 2.必须具有一定的抗干扰的能力; 一、复位电路的RC选择 复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例,复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期,若系统选用6MHz晶振,则一个机器周期为2us,那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中,考虑到电源的稳定时间,参数漂移,晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素,必须有足够的余量。图1是利用RC充电原理实现上电复位的电路设计。实践证明,上电瞬间RC电路充电,RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平,就能使单片机有效的复位。

二.供电电源稳定过程对复位的影响 单片机系统复位必须在CPU得到稳定的电源后进行,一次上电复位电路RC参数设计应考虑稳定的过渡时间。 为了克服直流电源稳定过程对上电自动复位的影响,可采用如下措施: (1)将电源开关安装在直流侧,合上交流电源,待直流电压稳定后再合供电开关K,如图3所示。 (2)采用带电源检测的复位电路,如图4所示。合理配置电阻R3、R4的阻值和选择稳压管DW的击穿电压,使VCC未达到额定值之前,三极管BG截止,VA点电平为低,电容器C不充电;当VCC稳定之后,DW击穿,三极管BG饱和导通,致使VA点位高电平,对电容C充电,RESET为高电平,单片机开始复位过程。当电容C上充电电压达到2V 时,RESET为低电平,复位结束。

单片机系统复位电路

单片机复位电路 为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少的一部分,复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%,即4.75~5.25V。由于微机电路是时序数字电路,它需要稳定的时钟信号,因此在电源上电时,只有当VCC超过4.75V 低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时,复位信号才被撤除,微机电路开始正常工作。 复位电路的分类: 单片机复位电路主要有四种类型:(1)微分型复位电路;(2)积分型复位电路;(3)比较器型复位电路;(4)看门狗型复位电路。 ISA总线的复位信号到南桥之间会有一个非门,跟随器或电子开关,常态时为低电平,复位时为高电平。IDE的复位和ISA总线正好相反,通常两者之间会有一个非门或是一个反向电子开关,也就是说IDE常态时为高电平,复位时为低电平,这里的高电平为5V或3.3V,低电平为0.5V以下的电位。 任何单片机在工作之前都要有个复位的过程,复位是什么意思呢?它就象是我们上课之前打的预备铃。预备铃一响,大家就自动地从操场、其它地方进入教室了,在这一段时间里,是没有老师干预的,对单片机来说,是程序还没有开始执行,是在做准备工作。显然,准备工作不需要太长的时间,复位只需要5ms的时间就可以了。如何进行复位呢?只要在单片机的RST引脚上加上高电平,就可以了,按上面所说,时间不少于5ms。为了达到这个要求,可以用很多种方法。实际上,我们在上一次实验的图中已见到过了。 复位电路工作原理如上图所示,VCC上电时,C充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位;几个毫秒后,C充满,10K电阻上电流降为0,电压也为0,使得单片机进入工作状态。工作期间,按下S,C放电。S松手,C又充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位。几个毫秒后,单片机进入工作状态。 单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容,实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期,具体数值可以由RC电路计算出时间常数。 如上图所示,单片机复位电路是由按键复位和上电复位两部分组成。其中,STC89系列单片及为高电平复位,通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC,再连接一个电阻到GND,由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位,随后回归到低电平进入正常工作状态,这个电阻和电容的典型值为10K和10uF.而按键复位就是在复位电容上并联一个开关,当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平,而且由于电容的充电,会保持一段时间的高电平来使单片机复位。

单片机复位电路设计

单片机复位电路设计 :blog.sina.. /s/blog_4b7b591401000ai0.html 一、概述 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调频FM发射话筒制作套件 图1RC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电子元件邮购 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

单片机常用复位电路

单片机复位电路设计 一、概述 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

80C51单片机的上电复位POR

80C51单片机的上电复位POR(Pmver On Reset)实质上就是上电延时复位,也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上。为什么在每次单片机接通电源时,都需要加入一定的延迟时间呢?分析如下。 1 上电复位时序 在单片机及其应用电路每次上电的过程中,由于电源同路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容,使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD,是从低到高逐渐上升的。该过程所持续的时间一般为1~100ms(记作 tsddrise)。上电延时taddrise的定义是电源电压从lO%VDD上升到90%VDD所需的时间,如图1所示。 在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后,时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程)。该过程所持续的时间一般为1~50 ms(记作tOSC)。起振延时tOSC的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间。从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚。这里的 Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数,代表XTALl和RST引脚上的输入逻辑高电平。例如,对于常见的单片机型号AT89C5l和 AT89S5l,厂家给出的Vih1值为0.7VDD~VDD+0.5V。 从理论上讲,单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。这里,treset等于上电延时taddrise与起振延时tOSC之和,如图1所示。从实际上讲,延迟一个treset往往还不够,不能够保障单片机有--一个良好的工作开端。 在单片机每次初始加电时,首先投入工作的功能部件是复位电路。复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时(记作TRST),以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间;在电源电压稳定之后,再插入一个延时,给予时

CPU与单片机的复位电路的作用及基本复位方式

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数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。 图1 2、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1?F。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。 图2 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

51单片机复位电路设计方案

51单片机复位电路设计 单片机在可靠的复位之后,才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。同时,复位电路也是容易受到外部噪声干扰的敏感部分之一。因此,复位电路应该具有两个主要的功能: 1.必须保证系统可靠的进行复位; 2.必须具有一定的抗干扰的能力; 复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例,复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期,若系统选用6MHz 晶振,则一个机器周期为2us,那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中,考虑到电源的稳定时间,参数漂移,晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素,必须有足够的余量。图1是利用RC充电 原理实现上电复位的电路设计。实践证明,上电瞬间RC电路充电,RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平,就能使单片机有效的复位。

单片机在可靠的复位之后,才会从0000H地址开始有序的执行应用程 序。同时,复位电路也是容易受到外部噪声干扰的敏感部分之一。 因此,复位电路应该具有两个主要的功能: 1.必须保证系统可靠的进行复位; 2.必须具有一定的抗干扰的能力; 一、复位电路的RC选择 复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例,复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期,若系统选用6MHz 晶振,则一个机器周期为2us,那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中,考虑到电源的稳定时间,参数漂移,晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素,必须有足够的余量。图1是利用RC充电 原理实现上电复位的电路设计。实践证明,上电瞬间RC电路充电,RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平,就能使单片机有效的复位。

单片机复位电路

单片机在启动运行时都需要复位,复位使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的工作状态,并从这个状态开始工作。在系统中,有时也会出现显示不正常,也为了调试方便,需要设计一个复位电路,复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能。 在此系统中单片机的复位靠外部电路实现的,AT89C51单片机有一个复位引脚RST ,高电平有效。只要RST 保持高电平,单片机便保持复位状态。此时,ALE/PSEN 、P0、P1、P2、P3口都输出高电平。RST 变成低电平后,退出复位状态,CPU 开始正常工作。需要注意的是,复位操作不影响片内RAM 的内容。 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。图1为基本RC 复位电路,其电路为高电平复位有效, SW1为手动复位开关,可以实现上述基本功能。 图1基本RC 复位电路 对于图1中的电阻10R 两端的电压R u (即复位信号)是一个时间的函数。上电复位时R u 和t 有以下函数关系,波形图如图2(a )所示。 ) 2.2.3(V u C R R 10a e cc t - ?= 按键复位时设t 在0~0t 之间时SW1合上,t 0t ≥ 时,SW1断开,则R u 和t 有以下函数关系,波形图如图2(b )所示。 ) 2.2.3()1(0)1(2 1 0110 11010 110b t t e e V R R R t t e V R R R u o t t CC o t CC R ????? ??≥-+<<-+=- --τττ 其中,C R //1011?=R τ,C R 102?=τ,Vcc 为电源电压(+5V )。

51单片机复位电路及复位后寄存器的状态

51单片机复位电路及复位后寄存器的状态 51单片机复位电路 当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。 根据应用的要求,复位操作通常有两种基本形式:上电复位和上电或开关复位。 上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。常用的上电复位电路如下图A中左图所示。图中电容C1和电阻R1对电源十5V来说构成微分电路。上电后,保持RST一段高电平时间,由于单片机内的等效电阻的作用,不用图中电阻R1,也能达到上电复位的操作功能,如下图(A)中右图所示。 上电或开关复位要求电源接通后,单片机自动复位,并且在单片机运行期间,用开关操作也能使单片机复位。常用的上电或开关复位电路如上图(B)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。 根据实际操作的经验,下面给出这两种复位电路的电容、电阻参考值。 上图(A)中:Cl=10-30uF,R1=1kO 上图1.27(B)中:C:=1uF,Rl=lkO,R2=10kO 单片机复位后的状态: 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态,其中包括使程序计数器PC=0000H,这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后,片内RAM为随机值,运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容,21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值,见下表。 值得指出的是,记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状态,对于了解单片机的初态,减少应用程序中的韧始化部分是十分必要的。 说明:表中符号*为随机状态; A=00H,表明累加器已被清零;

51单片机复位电路的设计

51单片机复位电路的设计- 懵懂者的日志- 网易博客(转载) 大白菜的书馆收藏 于 2011-11-12 阅读 数:1 被转藏: 1 公众 公开 原文 来源 修改如何标记批注? 51单片机复位电路的设计 默认分类2009-10-12 10:05:16 阅读1955 评论1 字号:大中小订阅 单片机在可靠的复位之后,才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。同时,复位电路也是容易受到外部噪声干扰的敏感部分之一。因此,复位电路应该具有两个主要的功能: 1. 必须保证系统可靠的进行复位; 2. 必须具有一定的抗干扰的能力; 一、复位电路的RC选择 复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例,复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期,若系统选用6MHz晶振,则一个机器周期为2us,那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中,考虑到电源的稳定时间,参数漂移,晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素,必须有足够的余量。图1是利用RC充电原理实现上电复位的电路设计。实践证明,上电瞬间RC电路充电,RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平,就能使单片机有效的复位。 图1 对于图1-a中的电容C两端的电压(即复位信号)是一个时间的函数:

u(t)=VCC*[1-exp(-t/RC)] 对于图1-b中的电阻R两端的电压(即复位信号)也是一个时间的函数: u(t)=VCC*exp(-t/RC) 其中的VCC为电源电压,RC为RC电路的时间常数=1K*22uF=22ms。有了这个公式,我们可以更方便的对以上电路进行透彻的分析。 图1-a中非门的最小输入高电平UIH=2.0v,当充电时间t=0.6RC时,则充电电压u(t)=0.45VCC=0.45*5V,约等于2V,其中t即为复位时间。图a中时间常数=22ms,则t=22ms*0.6=13ms。 二、复位电路的可靠性与抗干扰性分析 单片机复位电路端口的干扰主要来自电源和按钮传输线串入的噪声。这些噪声虽然不会完全导致系统复位,但有时会破坏CPU内的程序状态字的某些位的状态,对控制产生不良影响。 1.电路结构形式与抗干扰性能 以图1为例,电源噪声干扰过程示意图如图2种分别绘出了A点和B点的电压扰动波形。 有图2可以看出,图2(a)实质上是个低通滤波环节,对于脉冲宽度小于3RC的干扰有很好的抑制作用;图2(b)实质上是个高通滤波环节,对脉冲干扰没有抑制作用。由此可见,对于图1所示的两种复位电路,a的抗干扰电源噪声的能力要优于b。 2. 复位按钮传输线的影响 复位按钮一般都是安装在操作面板上,有较长的传输线,容易引起电磁感应干扰。按钮传输线应采用双绞线(具有抑制电磁感应干扰的性能),并远离交流用电设备。在印刷电路板上,单片机复位端口处并联0.01-0.1uF的高频电容,或配置使密特电路,将提高对串入噪声的抑制能力。

单片机的复位电路

单片机的复位 复位是单片机的初始化操作,其主要功能是将程序计数器PC初始化为0000H, 使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化外,当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,也须重新启动单片机,使其复位。 单片机复位后,除P3~P0的端口锁存器被设置成FFH、堆栈指针SP设置成07H 和串行口的SBUF无确定值外,其它各专用寄存器包括程序计数器PC均被设置成00H。片内RAM不受复位的影响,上电后RAM中的内容是随机的。 单片机的复位操作有上电自动复位和手动按键复位两种方式。 上电自动复位操作要求接通电源后自动实现复位操作。如图1-1所示。 图(a)所示为最简单的复位电路。上电瞬间由于电容C上无储能,其端电压近似为零,RST获得高电平,随着电容器C的充电,RST引脚上的高电平将逐渐下降,当RST引脚上的电压小于某一数值后,单片机就脱离复位状态,进入正常工作模式。只要高电平能保持复位所需要的时间(约两个机器周期),单片机就能实现复位。 相比于图(a),图(b)所示的电路只是增加了外接二极管V D 和电阻R。其 优越性在于停电后,二极管V D 给电容C提供了快速放电通路,保证再上电时RST 为高电平,从而保证单片机可靠复位。正常工作时,二极管反偏,对电路没影响。 断电后,V CC 逐渐下降,当V CC =0时,电容C通过V D 迅速放电,恢复到无电量的初 始状态,为下次上电复位做好准备。 V D (a) (b) 图1-1 上电自动复位电路 手动按键复位要求在电源接通的条件下,用按钮开关操作使单片机复位,如图1-2所示。其工作原理为:复位键按下后,电容C通过R2放电,放电结束后,

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