复位上电(外部)复位低电压检测和复位看门狗定时器复
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复位/上电(外部)复位/低电压检测和复位/看门狗定时器复位
复位电路产生一个一定宽度的复位脉冲信号去复位整个电路,使其工作在预设的状态,保证电路从一个预先已知的状态开始工作。SH66/67/69xxx系列单片机复位功能包括上电(外部)复位、低电压复位、看门狗定时器复位等。
1.上电复位 ( Power On Reset,POR )及外部复位
内建的上电复位电路配合外接的上电复位辅助电路,在上电时产生复位脉冲信号复位整个电路,保证电路从一个预先已知的预设状态开始工作。
SH66/67/69xxx系列单片机内建了稳定的上电复位电路,在复位输入端外接的复位辅助电路配合下,单片机具有稳定可靠上电复位性能。同时,复位输入端也作为外部复位的输入端,输入外部复位信号复位整个电路。中颖的SH66/67/69xxx 系列单片机普遍采用低电平有效的复位方式。按应用场合和对上电复位可靠性要求不同,复位外部电路可采用不同的方式。
简易型RC复位电路
最简单的上电复位电路即是用RC充放电电路所构成(如图1-1),应用于干扰较小的环境。复位时间长短由电阻R和电容C的值决定。复位时间的长短,一般考虑为当系统电源稳定进入单片机工作范围时,才可结束复位。当单片机断电时,C上的电荷应尽快完全放电,以保证下次复位的成功。R和C建议数值为47k.和0.1μF。复位电路的布线很重要,一般要求复位电容C与单片机的Reset 和VSS引脚的布线最短。
R
C
图1-1 简易型RC复位电路
改良型RC复位电路
为了让上电复位更加稳定,在简易型RC复位电路的基础上,可以在电阻位置并联一个二极管构成改良型RC复位电路(如图1-2)。复位时间长短仍由R 和C的值决定。当单片机断电时,附加的二极管D可使电容C上的电荷快速完全放电,以保证下次复位的成功。
C
图1-2 改良型RC复位电路
高抗干扰型RC复位电路
高抗干扰型RC复位电路如图1-3,高抗干扰型RC复位电路应用于干扰较强的环境。复位时间长短由电阻R1和电容C1的值决定。复位时间的长短,一般考虑为当系统电源稳定进入单片机工作范围时,才可结束复位。当单片机断电时,C1上的电荷应尽快完全放电,以保证下次复位的成功。R1和C1建议数值为47k.和0.1μF。匹配电阻R2和匹配电容C2一般其数值4k及0.01μF,即为R1和
C1的1/10。布线方面要求C2电容需与单片机的Reset和VDD引脚的联机最短。
R
R
C
图1-3 高抗干扰型RC复位电路
外部晶体管低电压复位电路
外部晶体管低电压复位电路如图1-4。这类复位电路兼具低电压复位功能,复位起控电压由晶体管Q1的工作点决定,即由R1与R2分压,或由稳压二极管D电压VZ决定。当使用R1与R2分压时,其复位点Vdd电压约为 0.5*(R1+R2) /R1,R3电阻值需大于R2/20,通常约10K到100K。当使用稳压二极管时,其复位点Vdd电压约为VZ+0.5V,R1用于设定工作点VZ,R3电阻值最好大于100k.,R2的电阻值约为10k.。这类复位电路适用于复位可靠性要求高,强干扰环境,需提供低电压复位功能等的应用,也可在内建的低电压复位电路的电压与应用规格不同时应用。晶体管Q 在PCB 板上的位置很重要,一般要求Q 的集电极(C)和
发射极(E)与单片机 的Reset和VDD引脚的布线最短。
图1-4 外部晶体管低电压复位电路
外部低电压检测IC的复位电路
对于复位可靠性要求非常高的应用场合,可采用外部低电压检测IC的复位电路(如图1-5)。当内建的低电压复位电路的电压与应用规格不同时,也可选用外部低电压检测IC的复位电路。这种复位电路附加主动型上电复位及电压检测IC,配合外部简易型RC复位电路或高抗干扰RC复位电路来达到完整的复位功能。R、C的建议数值与简易型RC复位电路及高抗干扰RC复位电路相同。电容C在PCB板上的位置及布线要求与简易型RC 复位电路及高抗干扰RC复位电路相同。
图1-5 外部低电压检测IC的复位电路
内置型上电复位电路
内置型上电复位电路的所有复位结构电路全部集成在单片机内部,外部不需附加任何复位器件,甚至没有复位端口。这类单片机具有较强的保护完整性,并简化外部应用电路设计及成本。其主要是内建一组低RC 时间常数的复位电路,使上电时产生复位的功能。但由于内置时间常数较小,为了使上电复位可以正常动作,电源上升速度应尽量要求快速。
在应用系统中,单片机上电时,为了使上电复位可以完全成功,建议上电VDD上升时间在20ms以内;对于内置型上电复位电路的单片机,上电VDD上升
时间要求在1ms以内。当电池逐渐没电,电池内阻增大,造成VDD上升缓慢时,也会影响上电复位成功。
图1-6 上电复位示意图
2.低电压复位(Low Voltage Reset, LVR)
低电压复位(LVR)即是在单片机内设置一个工作电压的准位侦测电路,用于监控单片机工作电压并产生单片机内部复位信号。它一般用于交流供电电路或有大负载的电路,这些电路工作时负载的启动会引起器件工作电压暂时低于电路
时,系统会产生的最低允许工作电压。当单片机工作电压VDD小于检测电压V
LVR
后再结束复位单片机低电压复位,并一直持续到工作电压VDD高于检测电压V
LVR
状态,恢复运行。以此方式来确保单片机是在稳定妥善的环境条件下运作。低电压复位功能概括如下:
时,产生内部低电压复位信号
当Vdd ≦ V
LVR
当Vdd > V
时,取消内部低电压复位信号
LVR
,同一单片机通常也有不不同型号单片机有不同的低电压复位检测电压V
LVR
同的低电压复位检测电压可供选择。低电压复位功能通常也可被选择开启或关闭。低电压复位功能的开启或关闭和不同的检测电压的选择都透过代码选项进行设定的。而部分型号单片机还设有低电压复位标志寄存器。当低电压复位发生时,标志寄存器标志位被系统设置并一直被保持为“1”,直至标志位被用户程序清除。用户也可以通过读取标志寄存器标志位知道是否发生了低电压复位,以作出相应的程控。标志位只可被寪入“0”以清除低电压复位标志。SH69P55低电压复位标志寄存器如下:
低电压复位标志寄存器
Address Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 R/W 上电复位值 $17 LVR -- -- -- R/W 0 - - -