专题简介

我们知道,现代数字与计算机系统无不由触发器电路组成,而在电源上电时,触发器的状态是不可预测的,所以若要使数字设备或计算机正常工作,那么在上电时必须保证系统中所有触发器的输出都处于指定的高或低的状态,这就是复位电路的作用。复位电路能使设备在刚上电时,且电源电压稳定后,自动产生一个具有一定宽度的高或低电平的脉冲信号。

复位器件主要用于监控电源电压的变化,如果在系统上电、运行及下电时系统供电不稳,则监控电路将输出复位信号使系统停止工作,以防止系统出现跑飞或死机等异常现象。

除了常用的复位器件以外,还有一些专用的复位器件,诸如集成WDT看门狗的复位器件(CAT706),集成LDO的复位器件(L4949),集成E2PROM存储器的复位器件(CAT1025)。

    传统复位电路
  很多应用系统都采用RC复位电路,这种电路实现简单,成本低廉。

图 1

  图1为高电平RC复位电路,上电以后RST引脚上的电平逐渐由5V变为0。当该引脚上的电平为低电平时,单片机开始工作。
  标准80C51系列MCU可以采用这种复位方式。
图 2
  图2为低电平RC复位电路,上电以后nRST引脚逐渐由0V变为Vcc。当该引脚上的电平为高电平时,单片机开始工作。
  LPC900,AVR,ARM等MCU可以采用这种复位方式。
 
  电压源是系统可靠性的一个重要因素,如果电压源不稳定,系统将有可能无法正常工作。
  电压源可能在3个阶段发生变化:
  (1)上电过程 (2)系统运行中 (3)下电过程 RC复位电路无法对这三个过程进行监控。
(1)上电过程
  在一些特殊的环境中,上电时间有可能非常缓慢,如果电源还没有达到可靠电压,或者在电压源不稳定的时候运行代码,系统将可能出现跑飞或死机等异常。
(2)系统运行中
  当系统运行时,如果供电电压出现抖动干扰,供电电压有可能低于MCU的最低电压工作,程序将可能跑飞,系统有可能出现意想不到的情况。
(3)下电过程
  在一些系统中,系统的下电过程会非常缓慢,当电源电压低于最低工作电压时,处理器可能仍然工作,在这种情况下程序可能跑飞。
    复位监控原理
图 3
  CAT809CAT810是ON半导体公司推出的应用非常广泛的低价复位器件,该芯片可以实现上电检测、上电延迟与掉电检测等基本功能。
  当电源电压超过复位门槛电压后,复位器件将延迟一定的时间, 在系统的电源电压稳定之后,复位器件将自动产生一个具有一定宽度的复位脉冲信号,MCU开始运行程序。
  当电源电压跌落至门槛电压时,复位器件将脚立即输出复位信号,使MCU停止工作,以保证系统的可靠性及稳定性。
图 4
  CAT809能够提供nRESET输出(低电平复位信号), 其电路连接如左图所示。
图 5
  CAT810能够提供RESET输出(高电平复位信号)。 其电路连接如左图所示。

CAT803/809/810是ON半导体公司推出的标准复位器件,其主要作用于监控系统电源的变化情况,以保证系统在出现异常时可靠地复位。其监控的阈值电压分为7个级别,用于工作电源电压为5.0V、3.3V、3.0V 和2.5V 嵌入式系统。
  CAT811/812CAT803/809/810相比,还具有用于实现手动复位输入功能的MR引脚。

安森美半导体提供多款集成LDO的复位器件。这些器件输出电流范围为100~450mA ,最大输入电压一般可达45V,能够提供多个级别的输出电压供客户选择:2.5V、3.3V、5.0V、8.0V、10V,及可调输出版本。内部集成的复位监控电路可用于监控系统电压。复位延迟时间可以调节。 有些器件可以在RADJ引脚外接分压电路以调节复位阈值电压(NCV8503)。有些器件集成看门狗功能(NCV8518)。

CAT1021/1022/1023是ON半导体公司推出的多功能复位器件,其内部集成2K E2PROM(I2C总线)、电源监控电路和1.6s的看门狗定时器电路,而且还具有手动复位功能。
  到目前为止,ON半导体公司共推出了21种内置E2PROM存储器,且功能各异的多功能复位器件。

安森美半导体提供多款集成看门狗定时器的复位监控器件(CAT705/706/813CAT823),这些器件具有多个级别的阈值电压,具有MR手动复位输入引脚,有些器件具有多通道电压监测功能。非常适用于无人执守的医用检测、安全监控、工业控制设备。

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