?复位电路的设计

工程师进阶笔记

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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。

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: g3 x- \. g) l- B% C4 lRC复位电路
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1.1低电平复位
, X- [1 T% a+ Z1 d+ k( A低电平有效复位电路如下 ：

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+ {+ E( J- d/ @; {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。
9 k  O+ e- l$ [! Y) w& L+ S/ o2 ^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
' }* T4 m8 i& T& p) t& L# F+ S  _可以得到：I*dt=C*dUt
) C( b4 }6 b2 M5 ]& Q) C两边分别积分可以得到：I*T=∫（0-1）C*dUt
即I*T=C*Ut?C*U0（其中U0=0V）
8 Y, d8 R  n1 S. C  R由VCC=UR+UT可以得到公式：VCC=R1*（C*UT/T）+UT
* b. }7 t7 A/ |4 N3 o/ S" u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。
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1.2高电平复位
高电平有效复位电路如下 ：
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( B- b4 _. v. J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。
  ]4 O, a: q! |5 K5 i3 Z' j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）
4 r4 s6 a# |3 Q2 x! f* ~$ @% N所以又：VCC=UR+UC1
% a4 D  }  Y* M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。
* e; M8 x* i+ d, b/ a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。
0 x  n/ f; P* Y. y! V5 q" P8 M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。
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8 \+ i8 E9 a2 h! Q, A+ ]" {使用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。
, o, j6 a& Q* C- ]$ y. P8 S$ s+ AMAX809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。
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▲典型应用框图

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; F3 K# W0 N! I- H& v$ ?▲MAX809系列互补有源低输出图
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根据如下图数据手册描述：
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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。
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▲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

6 v  V/ N6 Q( ]& @1 N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。
9 H: _# I$ @1 a5 h: u9 u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。
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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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7 R! Q. J: L  ]6 ~$ w- b! F/ B●设计一款兼容ST207和GD207的开发板
7 }: ^8 i( G0 C- f$ \8 a●MCU心脏-晶振
●晶振原理解析