復位監控知多少

　　本文旨面向初級工程師或是剛剛升遷的而又想掌握一些技術(shù)管理者們。

　　微處理器是一個(gè)復雜又單一的東西。它啟動(dòng)的方式一成不變，嚴格、準確地重復地執行著(zhù)函數功能。我們可以當微處理器已經(jīng)穩定進(jìn)入啟動(dòng)程序后，發(fā)送一個(gè)復位操作來(lái)讓微處理器執行正確的程序指令。當復位信號結束，微處理器的部分寄存器(根據微處理器型號而不同)將會(huì )重新初始化為默認值。微處理器也會(huì )從一個(gè)固定的地址重新開(kāi)始執行。因此，設計一個(gè)復位方案對于避免系統鎖死、執行程序出錯或者是非易失性flash讀寫(xiě)錯誤導致的系統崩潰將是非常致關(guān)重要的。

　　其實(shí)，復位電路的設計也可以非常簡(jiǎn)單，畢竟其功能比較單一：只需要當微處理器的上電時(shí)，保持復位狀態(tài)，而當電壓等條件滿(mǎn)足設計要求時(shí)，才結束保持復位狀態(tài)。但在設計過(guò)程中如何定義“復位”“結束復位”“特殊的工作時(shí)間”將是非常另人頭痛的事情，更頭痛的事情就是設計滿(mǎn)足所有條件的電路。

　　如此復雜的設計也便得不少廠(chǎng)商提供集成芯片來(lái)為工程師們解決這個(gè)頭痛問(wèn)題。于是，一個(gè)新的專(zhuān)有名詞也就引入了“復位監控”。從設計經(jīng)驗來(lái)看，建議工程師在大多數嵌入式系統中使用“復位監控”芯片。因為，分立元件建立復位監控需要太多的經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗是許多許多工程師們所欠缺的。在筆者的嵌入式設計方案中，復位監控芯片是必選項，完全忽略阻容復位、二極管、三極管等復位電路。雖然這些典型電路廣泛存在于設計說(shuō)明書(shū)的示例里。

　　選擇“復位監控”芯片后，并不是萬(wàn)事大吉了。在選型時(shí)，還需要注意許多參數。復位時(shí)間，是首先要注意的參數;復位電平是其次。掉電保護與搞干擾保護，復位閾值電壓，多電源支持等。其它的參數，例如，應用溫度范圍、封裝、功耗也是非常重要的。當然，我們還要將精力放在考慮復位電路的特性中。

　　復位監控芯片的特性中，首位是復位時(shí)間，其典型值從幾毫秒到長(cháng)達幾秒。復位監控芯片將會(huì )保持復位輸出狀態(tài)，直到所有的輸入條件均已經(jīng)達到預定的“工作環(huán)境”。選擇復位時(shí)有一個(gè)準則 ，即保持時(shí)間越長(cháng)越好。保持上電及啟動(dòng)的時(shí)間越長(cháng)，對于系統來(lái)說(shuō)將會(huì )越穩定。如果你想縮短啟動(dòng)時(shí)間，那么一定要保證系統所有重要、關(guān)鍵的功能都穩定。千萬(wàn)不要忘記供電穩定時(shí)間，在微處理器中的鎖相環(huán)(PLL)穩定的時(shí)間與其它芯片的進(jìn)入穩定的時(shí)間，最后不要忘記復位信號要一直保持到與微處理器相關(guān)的其它外圍芯片也一并進(jìn)入穩定狀態(tài)。

　　掉電保護功能是另一個(gè)重要而易被忽略的功能。有一些微處理器的寄存器會(huì )在電壓有一個(gè)小瞬間的下降時(shí)發(fā)生崩潰。一些外設也會(huì )丟失配置信息與運行狀態(tài)，而帶有掉電保護功能的復位芯片此時(shí)會(huì )強制微處理器進(jìn)入設定的保護狀態(tài)并重啟微處理器。正是得利于此，對于未知的復位信號也可以用來(lái)采集異常條件的復位，用來(lái)做進(jìn)一步深入研究。

　　復位電平的選擇必須匹配。在查看說(shuō)明文檔時(shí)，一定要注意復位監控芯片的復位信號的電平是否與微處理器的輸入電平匹配。要復位與上電的電平都匹配才可以，即復位信號的高電平，要高于微處理呂的最低復位電平的最高值;復位信號的低電平最高值電平低于最低工作電平。

　　而關(guān)鍵點(diǎn)就是在確定工作電壓上，有意思的是，這些說(shuō)明細節都在說(shuō)明書(shū)中找不到。不過(guò)，我們也大可不必擔心，一般復位電壓在CMOS電平下為1v，在TTL電平下為1.5v。對于那些超低壓工作的微處理器的復位芯片來(lái)說(shuō)，要求復位電平會(huì )更低。因此，作為開(kāi)發(fā)人員必須確定復位芯片的電平與系統要求的相符。

　　設計人員也需要計算整個(gè)與復位監控芯片的負載情況，包括與之相連的其它芯片或邏輯門(mén)電路，而不是僅僅一個(gè)微處理器。每當添加負載后都需要重新計算，也必須確認我們前面談到的工作電壓。

　　還有其它可選的特性，可以用在眾多廠(chǎng)商的眾多產(chǎn)品里。如挑選性欲比最高的芯片。有些復位芯片本身集成了“看門(mén)狗”芯片，掉電失敗中斷，備用電池供電轉換與芯片使能門(mén)電路。許多 附帶功能都可以簡(jiǎn)化我們的外圍電路設計，也會(huì )使我們系統更加穩定。

　　非常感謝大家堅持閱讀這么多，下圖就是一個(gè)以復位芯片Max809芯片的典型電路圖示例，供大家參考：