單雙電源處理器上電復位功能及門(mén)限電壓的選擇

　　這些設計者沒(méi)有考慮電網(wǎng)欠壓情況的影響。如果發(fā)生電網(wǎng)欠壓，處理器可能會(huì )工作在一個(gè)低于其最低保證工作電壓的電源下，但暫時(shí)仍然在POR門(mén)限以上(低于它POR就會(huì )發(fā)出復位)。當在這樣的電源電壓范圍內工作時(shí)，處理器可能會(huì )發(fā)生錯誤操作。

　　不同于在處理器允許的電源電壓范圍內選擇的門(mén)限，第二種方法更適合于那些可能存在較大干擾和噪聲的系統。因為POR門(mén)限和電源電壓分開(kāi)的比較遠。正如前面已提到的，這種方法也允許更寬的電源容差。

　　MAX6381中整個(gè)溫度范圍內門(mén)限范圍在2.85V至3.0V的型號可用于此種設計，因為門(mén)限低于處理器允許電壓范圍的底線(xiàn)(圖3b)。此時(shí)還可以使用一個(gè)比圖3中容差更寬的電源。

　　有時(shí)候，設計者會(huì )將電源的額定電壓設置在靠近處理器允許范圍的底線(xiàn)處，目的是降低功率消耗。這種做法很有效，因為功率消耗正比于電源電壓的平方。假定處理器允許電壓范圍為3.0V至3.6V，3.15V ±2%的電源是可取的，如果在連接電源到處理器的通路上，在連接器和導線(xiàn)上沒(méi)有顯著(zhù)的電壓降的話(huà)。如果噪聲電平足夠低，不會(huì )引起錯誤觸發(fā)的話(huà)，門(mén)限電壓在2.85V至3.0V范圍的MAX6381 POR是一個(gè)合適的選擇。

　　確定POR門(mén)限電壓—雙電源處理器

　　除了3.3V電源，如果處理器還需要另一路電源(例如一個(gè)1.8V核電源)，這種設計可能就需要能夠監視兩路電壓的POR了。這種類(lèi)型的POR只有在兩路電源都超過(guò)了POR的兩個(gè)對應的門(mén)限，并且規定的延時(shí)周期已經(jīng)過(guò)去以后才會(huì )撤消復位?？赏瑫r(shí)監視兩路、三路和四路電壓的POR都可找到。

　　同樣的選擇方法適用于多電源或單電源的監視。對于雙電源的情況(例如3.3V和1.8V)，設計者可以選擇POR的兩個(gè)門(mén)限都高于或低于處理器的最低保證工作電壓。同樣，設計者也可以使監視3.3V I/O電源的門(mén)限低于保證工作電壓，而使用于1.8V核電源的另一個(gè)門(mén)限在保證工作電壓之上。很多設計者優(yōu)選后一種策略，因為很多時(shí)候處理器內核比起I/O來(lái)，對于電源電壓低落所造成的問(wèn)題更為敏感。

　　內核電源電壓始終在隨著(zhù)時(shí)間的推移而降低，因此降低POR門(mén)限電壓成為必須。MAX6736系列中的器件無(wú)需外接電阻可提供低至788mV的門(mén)限，加上外接電阻還可低至488mV。這種門(mén)限電壓足以監視最先進(jìn)的內核電源。

　　對于低成本系統，很多電路設計者選擇只監視3.3V電源，如果1.8V電源是由它得到的話(huà)。他們認為如果3.3V電源到達正常電壓的話(huà)，1.8V電源也會(huì )。對于要求較高可靠性的系統，設計者通常是選擇監視兩路電源。

　　手動(dòng)復位

　　有時(shí)候，當電源電壓仍在容差以?xún)?，而用手?dòng)方式去觸發(fā)一次復位也很有用。這項功能不僅被用于調試和最終測試，當處理器鎖定時(shí)這個(gè)功能也很有用—它使處理器重新啟動(dòng)，而不必關(guān)掉電源。這種功能對于那些處理器永不掉電的產(chǎn)品尤其有用。它還被通用于那些不關(guān)掉處理器電源，只是喚醒/掛起處理器的on/off開(kāi)關(guān)中。

　　盡管來(lái)自于I/O線(xiàn)的邏輯信號、看門(mén)狗定時(shí)器或電源失效輸出常被用于觸發(fā)手動(dòng)復位，按鈕開(kāi)關(guān)經(jīng)常也被用來(lái)觸發(fā)手動(dòng)復位。被按下時(shí)，這種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)通常會(huì )有反彈，打開(kāi)、閉合很多次方可穩定下來(lái)。所以，大多數手動(dòng)復位輸入都包含有去抖動(dòng)電路，對按鈕開(kāi)關(guān)引起的振鈴不響應。

　　分立的POR和處理器內置的POR

　　使用由電阻和電容構成的分立式POR (圖4a)是一種比較危險的做法。這種POR輸出緩慢的上升和下降時(shí)間會(huì )給許多處理器帶來(lái)問(wèn)題—尤其是那些復位輸入中沒(méi)有包含施密特觸發(fā)器以及具有雙向復位引腳的處理器。增加一個(gè)施密特觸發(fā)器對于前一種情況有效，但也帶來(lái)了成本、空間和啟動(dòng)問(wèn)題。

　　圖4. 分立式R/C POR (圖4a)對于多數應用來(lái)講沒(méi)有足夠的可靠性。有些情況下，增加一個(gè)二極管(圖4b)可糾正電源快速循環(huán)的問(wèn)題，并改善電路性能。

　　當電源上電時(shí)，如果上升時(shí)間相對于POR時(shí)間常數比較緩慢時(shí)，此時(shí)采用分立式POR會(huì )產(chǎn)生另一個(gè)問(wèn)題。處理器可能會(huì )在電源沒(méi)有穩定之前就脫離復位態(tài)。為防止出現這個(gè)問(wèn)題，R/C電路的時(shí)間常數需要增加。另外，有些具有內置POR的處理器制造商也建議，如果上電速度緩慢，要在復位輸入端增加一個(gè)R/C (再加一個(gè)二極管，如下所述)。

　　如果電源在上電后遭遇一次干擾，R/C電路會(huì )將這個(gè)干擾濾掉，這樣就阻止了復位的發(fā)生。而且，如果電源下跌，處理器復位引腳上的電壓仍會(huì )高于其VIH，使復位無(wú)法產(chǎn)生。這種情況甚至有可能發(fā)生在電源跌至處理器最低保證工作電壓以下的時(shí)候。這是因為復位引腳的VIH通常低于處理器的最低保證工作電壓。如果電源被關(guān)掉然后又迅速打開(kāi)又會(huì )引發(fā)另外一個(gè)問(wèn)題—再次上電之前電容器可能沒(méi)有足夠的時(shí)間放電。

　　增加一個(gè)二極管(圖4b)，R/C電路有可能響應干擾，一旦有干擾出現，二極管會(huì )迅速對電容放電。干擾必須足夠大才可將復位引腳上的電壓拉低到VIL (最小)。此外，前面所提到的不含二極管R/C電路的問(wèn)題仍會(huì )困擾該電路。不過(guò)，很多時(shí)候，二極管的確能夠解決電源迅速關(guān)斷-打開(kāi)所產(chǎn)生的問(wèn)題。

　　采用集成的POR在多數設備中能夠解決多數問(wèn)題，這種器件不會(huì )產(chǎn)生前面所述的那些問(wèn)題。

　　使用處理器集成的POR也會(huì )產(chǎn)生一些困難。這種POR經(jīng)常會(huì )遭遇精度差和較低電壓下出現的一些問(wèn)題。而且，許多內部POR被設定為只在上電時(shí)提供復位，而在電網(wǎng)欠壓期間，電源電壓的輕微跌落不會(huì )引發(fā)復位。有些制造商建議增加分立電路來(lái)適應這種情況。

　　最后，對于內部POR，在多組電源供電的系統中還會(huì )有另外的問(wèn)題。例如，你可能會(huì )遭遇這樣的問(wèn)題，內部POR的延時(shí)適合于自身的處理器，但卻不能適應上電更慢的外部電路(例如存儲器)。這種情況下，解決方案之一是，采用一個(gè)同時(shí)監視處理器和外部電路電源，具有更長(cháng)延遲時(shí)間的外部POR。

　　電源失效和欠壓信號

　　包含電源失效或欠壓信號的監控電路可警告處理器，電網(wǎng)欠壓或電源失效即將發(fā)生。當這些信號中的任意一個(gè)中斷處理器時(shí)，處理器進(jìn)入一個(gè)掉電子程序。在這個(gè)子程序中，處理器中止當前的活動(dòng)，并在POR復位處理器之前備份重要的數據。

　　為產(chǎn)生電源失效信號，監控器的電源失效比較器監視未穩壓的直流電壓(或某些上游的穩定電壓)。這個(gè)電壓被送入調節器，并用來(lái)產(chǎn)生為處理器和監控電路供電的電源。未穩定電壓會(huì )在調節器輸出電壓之前跌落，因為調節器的輸出電容會(huì )維持其輸出電壓(圖5)。因此，未穩定電壓的跌落預示著(zhù)調節器電壓可能會(huì )發(fā)生跌落。檢測這個(gè)跌落并中斷處理器，使處理器在被復位之前進(jìn)入掉電子程序，如果電源電壓的跌幅足夠大的話(huà)。

　　圖5. MAX6342內的電源失效比較器通過(guò)監視未穩定直流電源的跌落，產(chǎn)生電源失效信號(/PFO)。