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复位电路的设计

Fireflycjd   2021-01-19 我要评论

复位电路,就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样,以便回到原始状态,重新进行计算。和计算器清零按钮有所不同的是,复位电路启动的手段有所不同。一是在给电路通电时马上进行复位操作;二是在必要时可以由手动操作;三是根据程序或者电路运行的需要自动地进行。

 

1 RC复位电路

1.1低电平复位

低电平有效复位电路如下 :

二极管是起着在断电的情况下能够很快的将电容两端的电压释放掉,为下次上电复位准备。

上电的时候,电容当做短路,RESET电平为0,随着额时间的增长,电容慢慢充电,变成高电平。于是上电的时候,会有一个从低电平到高电平的过程,也就是上电的时候会复位。

假设电容两端的初始电压为U0(一般情况下设为0V),T时刻电容两端电压为UT。3.3V电压设为VCC。

由流经电容的电流I和电容两端的电压变化关系式:I=C*dUt/dt

可以得到:I*dt=C*dUt

两边分别积分可以得到:I*T=∫(0-1)C*dUt

I*T=C*Ut−C*U0(其中U0=0V)

VCC=UR+UT可以得到公式:VCC=R1*(C*UT/T)+UT

假设对电容充电至0.9*VCC时完成复位,此时可以得出T=9*RC,T就是所需要的复位时间。

1.2高电平复位

高电平有效复位电路如下 :

假设电容两端的初始电压为U0(一般情况下设为0V),T时刻电容两端电压为UT。

电容的充电电流为:

同理可以得到在T时刻的流经电阻的电流值为I=C1*VCC/T电阻两端的电压可定:UR=R1*(C1*UT/T)

所以又:VCC=UR+UC1

在T时刻时电容充电为UT,若UR≥0.9VCC时,高电平复位有效,则可以有UT=0.1VCC,

故可有:0.9VCC=R1*(C1*0.1*VCC/T),故可以得到:T=(1/9)*R1*C1。

以上的阻容复位电路是比较原始的复位电路,它的复位信号波形并不是很标准的矩形波,尤其当用于掉电复位有时并不可靠。因此现在己经基本被淘汰。

现在一般都使用专门的复位器件来实现复位功能,不仅保证了复位信号波形是标准的矩形波,而且保证有足够的脉宽。

常用的上电复位电路(掉电复位电路)有MAX809(低电平复位电路)和MAX810(高电平复位电路)以及许多兼容型号,带有手动复位功能的有MAX811(低电平复位电路)和MAX812(高电平复位电路)及其兼容型号,还有兼有高、低复位信号输出和看门狗(程序监控)的MAX813L及其兼容型号。

 

2 MAX809

MAX809/MAX810是一种单一功能的微处理器复位芯片,用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压。它可以在上电,掉电和节电情况下向微控制器提供复位信号。当电源电压低于预设的门槛电压时,器件会发出复位信号,直到在一段时间内电源电压又恢复到高于门槛电压为止。

MAX809有低电平有效的复位输出。而MAX810有高电平有效的复位输出典型值是17μA的低电源电流使MAX809/MAX810能理想地用于便携式,电池供电的设备。

▲典型应用框图

 

▲MAX809系列互补有源低输出图

 

根据如下图数据手册描述:

从上图看出,在电压低于门槛电压的10us内,复位信号就会触发,在电压已经上升到门槛电压以上,复位信号至少还会维持140ms。

如下图显示了最大毛刺抑制的瞬态持续时间与最大负偏移(过载)的关系。

▲25°C时毛刺抑制的最大瞬态持续时间与最大负偏移(过载)关系图

 

曲线下方的持续时间和过载的任何组合都不会产生复位信号。

曲线上方的组合被检测为掉电或掉电。通常,瞬态电压低于复位阈值100 mV并持续5µs或更短时间不会产生复位脉冲。通过在MAX809的VCC引脚附近增加一个电容器可以改善瞬态抗扰度。

 

关于门槛电压和低电平或高电平复位,是使用过不同的型号区分的,实际项目中按照需求选择即可。

 

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