基于80C552單片機的多芯片同步復位電路

0．引言

復位是單片機的重要操作內容，復位功能是系統正常運行的先決條件。在簡(jiǎn)單的復位電路中，只要在微處理芯片的RESET引腳保持高電平達2個(gè)以上的機器周期，即可完成一次復位操作^[1]?？紤]到電源的穩定時(shí)間，參數漂移，晶振穩定時(shí)間以及復位的可靠性等因素，一般只要在RESET引腳出現10ms以上的高電平，就能使單片機有效復位。但是在單片機應用系統中除單片機外，往往還有若干個(gè)外圍器件，如果外圍器件有復位要求，便形成了多個(gè)芯片的綜合復位系統，這時(shí)，一般的復位電路就不能滿(mǎn)足使用要求，本文以常用芯片80C552為例，提出了一種多芯片同步復位電路設計方法，供讀者參考。

1．MSC-51系列的一般上電復位電路

圖1(a)雖然能實(shí)現上電復位功能，但對干擾沒(méi)有抵抗作用，不能保證復位電路任何時(shí)候都能可靠地工作。單片機復位端口的干擾主要來(lái)自電源的噪聲，盡管不會(huì )造成單片機的錯誤復位，但會(huì )引起某些內部寄存器錯誤復位。因此要采取必要措施，消除干擾低復位功能的影響。

圖1(b)給出了一個(gè)改進(jìn)的電路。電阻R與電容C構成一個(gè)低通濾波環(huán)節，然后通過(guò)74LS14施密特電路接入單片機復位端，可以提高對串入復位端噪聲的抑制能力。電路中并聯(lián)二極管D的目的是在電源斷電后，電容能迅速放電。如果沒(méi)有二極管，那么在斷電窄脈沖的干擾下，由于電容C不能迅速將電荷放掉，待電源恢復時(shí)，由于電容C兩端仍維持較高電壓，單片機不能上電自動(dòng)復位，導致程序運行失控。

2. 基于80C552的多芯片同步復位的硬件電路

2.1 80C552內部特殊的復位結構

另外，80C552內部有一個(gè)定時(shí)監視器T3，可以產(chǎn)生內部復位。如圖2所示。80C552的內部復位過(guò)程是：將定時(shí)監視器T3置為有效，當程序運行出現異常時(shí)，定時(shí)器T3溢出，并輸出寬度為3個(gè)機器周期的窄脈沖到復位電路，這樣的脈沖足以完成一次復位操作，使系統盡快地從故障中恢復正常。80C552的外部復位與內部復位是相互獨立的，當允許內部復位時(shí)，不管RST引腳是否為高電平，都能產(chǎn)生一次復位操作。

2.2 單獨采用80C552芯片的復位電路

2.3 多芯片簡(jiǎn)單復位電路

當系統中有多個(gè)復位端連在一起時(shí)，不能采用圖3(a)的方案。因為電容的放電作用，使得T3輸出的窄脈沖無(wú)法在RST引腳出現，這樣，當產(chǎn)生內部復位條件時(shí)，雖然80C552可以得到復位，但其它外圍芯片無(wú)法得到復位。這時(shí)應采用圖3（b）的方案，電容不直接與RST引腳相連，在RST引腳就可以取到T3輸出的窄脈沖了。這樣，當產(chǎn)生內部復位條件時(shí)，整個(gè)系統都可以實(shí)現復位了。

但由于不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的芯片結構不同，對復位的要求也不同^[5]，況且多芯片的復位連接必然使復位線(xiàn)加長(cháng)，這極易引起較大的分布電容，從而使外圍電路的復位過(guò)程滯后于單片機，如果單片機復位結束后立即對外圍電路進(jìn)行初始化操作，往往會(huì )導致失敗。解決的方法是在程序的初始處加一些延時(shí)軟件，然后再對外圍芯片進(jìn)行初始化設置，可實(shí)現多個(gè)芯片的可靠同步。

2.4 基于80C552的多芯片同步復位電路設計圖

圖4多芯片綜合復位電路舉例

5軟件復位流程圖

在這個(gè)系統中，除了80C552需要復位外，還有兩個(gè)芯片需要復位操作，一個(gè)是CAN控制器SJA1000,一個(gè)是單片機89C2051。其復位要求是：既要有上電自動(dòng)復位功能，又要能通過(guò)定時(shí)監視器T3實(shí)現“看門(mén)狗”復位功能；當80C552復位時(shí)，89C2051和SJA1000也同時(shí)復位；當89C2051或SJA1000出現問(wèn)題時(shí)，通過(guò)80C552能夠分別對其進(jìn)行復位，而不影響80C552程序的正常運行。而且，89C2051和SJA1000兩個(gè)芯片的復位電平信號不同，前者為高電平復位，后者為低電平復位。按照上述功能要求，簡(jiǎn)單的采用前面介紹的兩種復位電路均不可行。于是我們采取了一種軟件與硬件結合的方法，這種方法是，在硬件結構上，芯片80C552的外部復位電路仍采用圖3(a)的結構，芯片89C2051和SJA1000的復位不直接與80C552的復位端相連，而是連到了80C552的兩根I/O口線(xiàn)P1.1和P1.3；在軟件設計上，通過(guò)在初始化程序中軟件模擬上電復位過(guò)程，就可以滿(mǎn)足系統的要求，其程序流程圖如圖5所示。

系統綜合復位過(guò)程是：系統上電后，80C552首先復位，開(kāi)始運行軟件程序，在執行初始化部分時(shí)，首先通過(guò)P1.1和P1.3實(shí)現對89C2051和SJA1000的復位操作，然后再運行其他程序。當程序運行出現異常時(shí)，“看門(mén)狗”起作用，T3溢出產(chǎn)生內部復位操作，程序重新開(kāi)始，初始化部分也重新運行，89C2051和SJA1000隨之再復位一次。在程序正常運行過(guò)程中，如果與89C2051或SJA1000相關(guān)的模塊出現錯誤時(shí)，可以通過(guò)軟件判定是否出現異常，之后通過(guò)P1.1、P1.3端口分別對89C2051或SJA1000單獨進(jìn)行復位操作，此時(shí)80C552并不需要復位，程序正常運行。

3 結論：

本文作者創(chuàng )新點(diǎn): 對于多芯片結構提出了一種軟件與硬件相結合的方法建立同步復位系統。這種方法有利于提高系統設計的靈活性和可靠性。經(jīng)過(guò)長(cháng)期使用的結果表明，這種采用軟件、硬件相結合的復位方法，具有硬件器件少、靈活、可靠性高的特點(diǎn)，完全能夠保證多個(gè)芯片的可靠同步。

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