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/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)。
51单片机要求的是:高电平复位。上图是51单片机的复位电路。在上电的瞬间,电容器充电,充电电流在电阻上形成的电压为高电平(可按照欧姆定律来分析);几个毫秒之后,电容器充满,电流为0,电阻上的电压也就为低电平了,这时,51单片机将进入正常工作状态。图1是用来产生低电平复位信号的。
复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。一般利用电容电压不能突变的原理,将电容与电阻串联,上电时刻,电容没有充电,两端电压为零,此时,提供复位脉冲,电源不断的给电容充电,直至电容两端电压为电源电压,电路进入正常工作状态。
ARM处理器的复位电路比单片机的复位电路有讲究,比起单片机可靠性要求更高了。先回忆一下单片机复位电路吧。
先说原理。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。
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。上电延时的定义是电源电压从lO%VDD上升到90%VDD所需的时间。在单片机电压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。起振延时的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到10%VDD所需的时间。例如,对于常见的单片机型号AT和AT89S,厂家给出的这个值为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。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的时候,首先投入工作的部件是复位电路。复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时,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,给予始终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个及其周期的延时。
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。