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                  常見問題

                  單片機復位電路的原理

                      復位電路由電容串聯電阻構成,由圖并結合"電容電壓不能突變"的性質,可以知道,當系統一上電,RST腳將會出現高電平,并且,這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定.典型的51單片機當RST腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位,所以,適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位.一般教科書推薦C 取10u,R取8.2K.當然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產生不少于2個機周期的高電平.至于如何具體定量計算,可以參考電路分析相關書籍. 晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz(因為可以準確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場合)/12MHz(產生精確的uS級時歇,方便定時操作)
                      80C51單片機復位電路
                      單片機的復位有上電復位和按鈕手動復位兩種。如圖(a)所示為上電復位電路,圖(b)所示為上電按鍵復位電路。
                      上電復位是利用電容充電來實現的,即上電瞬間RST端的電位與VCC相同,隨著充電電流的減少,RST的電位逐漸下降。圖2(a)中的R是施密特觸發器輸入端的一個10K?下拉電阻,時間常數為10×10-6×10×103=100ms。只要VCC的上升時間不超過1ms,振蕩器建立時間不超過10ms,這個時間常數足以保證完成復位操作。上電復位所需的最短時間是振蕩周期建立時間加上2個機器周期時間,在這個時間內RST的電平應維持高于施密特觸發器的下閾值。
                      上電按鍵復位2(b)所示。當按下復位按鍵時,RST端產生高電平,使單片機復位。復位后,其片內各寄存器狀態見表,片內RAM內容不變。
                      c51單片機復位電路
                      如S22復位鍵按下時:RST經1k電阻接VCC,獲得10k電阻上所分得電壓,形成高電平,進入“復位狀態”
                      當S22復位鍵斷開時:RST經10k電阻接地,電流降為0,電阻上的電壓也將為0,RST降為低電平,開始正常工作。
                      單片機上電復位電路
                      AT89C51的上電復位電路如圖2所示,只要在RST復位輸入引腳上接一電容至Vcc端,下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機,由于在RST端內部有一個下拉電阻,故可將外部電阻去掉,而將外接電容減至1µF。上電復位的工作過程是在加電時,復位電路通過電 容加給RST端一個短暫的高電平信號,此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落,即RST端的高電平持續時間取決于電容的充電時間。為了保證系統能夠可靠地復位,RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時,Vcc的上升時間約為10ms,而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率,如晶振頻率為10MHz,起振時間為1ms;晶振頻率為1MHz,起振時間則為10ms。在圖2的復位電路中,當Vcc掉電時,必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下,但是,由于內部電路的限制作用,這個負電壓將不會對器件產生損害。另外,在復位期間,端口引腳處于隨機狀態,復位后,系統將端口置為全“l”態。如果系統在上電時得不到有效的復位,則程序計數器PC將得不到一個合適的初值,因此,CPU可能會從一個未被定義的位置開始執行程序。
                   
                      積分型上電復位:
                      常用的上電或開關復位電路如圖3所示。上電后,由于電容C3的充電和反相門的作用,使RST持續一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時,按下復位鍵K后松開,也能使RST為一段時間的高電平,從而實現上電或開關復位的操作。
                      根據實際操作的經驗,下面給出這種復位電路的電容、電阻參考值。
                      圖中:C:=1uF,Rl=lk,R2=10k
                      積分型上電復位電路圖
                      專用芯片復位電路
                      上電復位電路 在控制系統中的作用是啟動單片機開始工作。但在電源上電以及在正常工作時電壓異?;蚋蓴_時,電源會有一些不穩定的因素,為單片機工作的穩定性可能帶來嚴重的影響。因此,在電源上電時延時輸出給芯片輸出一復位信號。上復位電路另一個作用是,監視正常工作時電源電壓。若電源有異常則會進行強制復位。復位輸出腳輸出低電平需要持續三個(12/fc s)或者更多的指令周期,復位程序開始初始化芯片內部的初始狀態。等待接受輸入信號(若如遙控器的信號等)。
                      高低電平復位電路
                   
                      51單片機要求的是:高電平復位。上圖是51單片機的復位電路。在上電的瞬間,電容器充電,充電電流在電阻上形成的電壓為高電平(可按照歐姆定律來分析);幾個毫秒之后,電容器充滿,電流為0,電阻上的電壓也就為低電平了,這時,51單片機將進入正常工作狀態。圖1是用來產生低電平復位信號的。
                      復位電路的目的就是在上電的瞬間提供一個與正常工作狀態下相反的電平。一般利用電容電壓不能突變的原理,將電容與電阻串聯,上電時刻,電容沒有充電,兩端電壓為零,此時,提供復位脈沖,電源不斷的給電容充電,直至電容兩端電壓為電源電壓,電路進入正常工作狀態。
                      ARM處理器的復位電路比單片機的復位電路有講究,比起單片機可靠性要求更高了。先回憶一下單片機復位電路吧。
                      先說原理。上電復位POR(Pmver On Reset)實質上就是上電延時復位,也就是在上電延時期間把單片機鎖定在復位狀態上。 為什么在每次單片機接通電源時,都需要加入一定的延遲時間呢?分析如下。
                      上電復位時序
                      在單片機及其應用電路每次上電的過程中,由于電源同路中通常存在一些容量大小不等的濾波電容,使得單片機芯片在其電源引腳VCC和VSS之間所感受到的電源電壓值VDD,是從低到高逐漸上升的。該過程所持續的時間一般為1~100ms。上電延時的定義是電源電壓從lO%VDD上升到90%VDD所需的時間。在單片機電壓源電壓上升到適合內部振蕩電路運行的范圍并且穩定下來之后,時鐘振蕩器開始了啟動過程(具體包括偏置、起振、鎖定和穩定幾個過程)。該過程所持續的時間一般為1~50 ms。起振延時的定義是時鐘振蕩器輸出信號的高電平達到10%VDD所需的時間。例如,對于常見的單片機型號AT和AT89S,廠家給出的這個值為0.7VDD~VDD+0.5V。從理論上講,單片機每次上電復位所需的最短延時應該不小于treset。從實際上講,延遲一個treset往往還不夠,不能夠保障單片機有一個良好的工作開端。在單片機每次初始加電的時候,首先投入工作的部件是復位電路。復位電路把單片機鎖定在復位狀態上并且維持一個延時,以便給予電源電壓從上升到穩定的一個等待時間;在電源電壓穩定之后,再插入一個延時,給予始終振蕩器從起振到穩定的一個等待時間;在單片機開始進入運行狀態之前,還要至少推遲2個及其周期的延時。
                      單片機復位電路就好比電腦的重啟部分,當電腦在使用中出現死機,按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執行。單片機也一樣,當單片機系統在運行中,受到環境干擾出現程序跑飛的時候,按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執行。
                   



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