当前焦点!单片机学习笔记:电压监控型和看门狗型复位电路

2023-05-31 10:08:16 来源:无锡中微爱芯电子有限公

01简介

单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序跑飞而陷入死循环,程序的正常运行被打断,从而导致由单片机控制的系统无法继续工作,整个系统陷入停滞状态,发生不可预料的后果。这时候就需要使用专用的复位芯片来达到更可靠的复位。现在讲的“复位”,其作用就是通过相关电路产生“复位信号”, 让单片机能在上电后或者运行中恢复到默认的起始状态。


(相关资料图)

中微爱芯推出电压监控型以及看门狗型的复位电路,拥有齐全的复位电压点,可满足客户在不同条件下的使用需求,为整个系统的正常工作保驾护航。

以下将分别介绍两种类型的复位电路。

02电压监控型复位电路

电压监控器是监控系统内一个或多个电源轨的器件。电压监控器可以检测欠压事件(电压低于某个阈值)或过压事件(电压超过某个阈值)。根据器件状态的不同,当受监控的电压轨电压低于或高于预设的阈值电压时,电压监控器会将信号置为使能、禁用或复位其他器件。部分电压监控器可以同时监控欠压和过压情况,称为窗口检测器。电压监控器旨在确保系统正常上电,防止处理器发生欠压,同时实时监控系统,避免因电压轨超出规范而产生性能问题或系统故障。其工作原理如下所示:

带有电压监控器功能的复位 IC,能够保证复位的释放发生在电源供应正常之后,从而确保可靠复位。同时,若电源出现过压或跌落故障,芯片还能及时保护处理器,并在电源恢复后执行可靠复位重启。

为了适应不同的应用,复位 IC 通常还支持可选的高电平有效或低电平有效,推挽或开漏输出。推挽和开漏指的是输出驱动的类型,推挽输出在输出端使用两个晶体管。当顶部晶体管导通时,输出设置为高电平;底部晶体管导通时,输出设置为低电平。开漏输出仅使用一个晶体管,通过其将输出设置为低电平,同时另外使用一个上拉电阻代替顶部晶体管设置高电平输出。下图展示了开漏和推挽两种输出类型:

推挽式输出的优点是速度快并且功耗低。然而,开漏输出可以将多个监控器件的输出连接在一起,形成或/与逻辑输出配置,方便多电源轨的监控控制。

以我司AiP810这款高电平复位电路专用芯片为例,搭建如图1所示电路,上电后测量“Reset”电气网络可以得到如图2所示波形:

图1

图2

以下是我司复位类IC选型表:

复位电压选型表:

03看门狗型复位电路

出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称"看门狗"(watchdog)。

看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路,但系统需要出让一个定时器资源,这在许多系统中很难办到,而且若系统软件运行不正常,可能导致看门狗系统也瘫痪。因此硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”。

硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在看门狗定时器定时时间到之前对其进行复位。如果出现死循环,或者说PC指针不能回来,那么定时时间到后就会使单片机复位。

以下为我司看门狗型复位电路选型:

复位电压选型表:

04高精度复位电路

中微爱芯推出高精度复位电路,此系列复位电路可在全温范围内复位电压保持在2%的精度,更适用于可靠性要求较高的方案。

以下为我司高精度复位电路选型:

复位电压选型表:

审核编辑:汤梓红

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