复位威廉希尔官方网站 的作用及基本的复位方式

复位威廉希尔官方网站 的作用

在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。

无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位威廉希尔官方网站 的设计。而单片机复位威廉希尔官方网站 设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位威廉希尔官方网站 设计不可靠引起的。

数字威廉希尔官方网站 刚通电时都需要进行复位，复位的功能是将单片机里的重新开始，主要防止程序混乱，也就是跑飞、或者死机等现象，目的是使系统进入初始状态，以便随时接受各种指令进行工作，CPU的复位可靠性决定着产品系统的稳定性，因此在威廉希尔官方网站 当中，发生任何一种复位后，系统程序将从重新开始执行，系统寄存器也都将恢复为默认值。下面总结几种CPU复位方式。

1、上电复位上电复位就是直接给产品上电，上电复位与低压 LVR操作有联系，电源上电的过程是逐渐上升的曲线过程，这个过程不是瞬间的完成的，一上电时候系统进行初始化，此时振荡器开始工作并提供系统时钟，系统正常工作

2、看门狗复位

看门狗定时器CPU内部系统，它是一个自振式的 RC振荡定时器，与外围威廉希尔官方网站 无关，也与CPU主时钟无关，只要开启看门狗功能也能保持计时，该溢出时候也会溢出，并产生复位

3、LVR低压复位每个CPU都有一个复位电压，这个电压很低，有1.8V、2.5V等，当系统由于受到外界的影响导致输入电压过低，当低至复位电压时候系统自动复位，当然，前提是系统要打开LVR功能，有时候也叫掉电复位。diangon.com如图，当LVR＜工作电压＜VDD时候，比如在V1时候工作是正常的，当VSS＜工作电压＜LVR时候，系统有可能出错，比如在V2时候，也就是我们常说的死区，这个状态不确定。

4、外围威廉希尔官方网站 复位如果系统内部不能正常复位或者软件复位无效的时候，可以依靠外部硬件复位。

如图是一种简单的RC复位威廉希尔官方网站 ，电源接通时候，通过R1对C2进行充电，经过一段延迟后加到威廉希尔官方网站 当中产生复位信号，这个复位信号的上升速度低于电源的上电速度，当复位引脚检测到高电平时候，系统复位结束，进入正常工作状态。

基本的复位方式

单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。

1、手动按钮复位

手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的威廉希尔官方网站 如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。

图1

图2

2、上电复位

AT89C51的上电复位威廉希尔官方网站 如图2所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1µF。上电复位的工作过程是在加电时，复位威廉希尔官方网站 通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在图2的复位威廉希尔官方网站 中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部威廉希尔官方网站 的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。

3、积分型上电复位

常用的上电或开关复位威廉希尔官方网站 如图3所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。

根据实际操作的经验，下面给出这种复位威廉希尔官方网站 的电容、电阻参考值。

图3中：C：＝1uF，Rl＝lk，R2＝10k

图3 积分型上电复位威廉希尔官方网站

专用芯片复位威廉希尔官方网站

上电复位威廉希尔官方网站 在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时，电源会有一些不稳定的因素，为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此，在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。上复位威廉希尔官方网站 另一个作用是，监视正常工作时电源电压。若电源有异常则会进行强制复位。复位输出脚输出低电平需要持续三个(12/fc s)或者更多的指令周期，复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。等待接受输入信号（若如遥控器的信号等）。

图4 上电复位威廉希尔官方网站 原理图

上电复位威廉希尔官方网站 原理分析

5V电源通过MC34064的2脚输入，1脚便可输出一个上升沿，触发芯片的复位脚。电解电容C13是调节复位延时时间的。当电源关断时，电解电容C13上的残留电荷通过D13和MC34064内部威廉希尔官方网站 构成回路，释放掉电荷。以备下次复位启用。

上电复位威廉希尔官方网站 的关键性器件

关键性器件有：MC34064 。

图6 内部结构框图

输入输出特性曲线

上电复位威廉希尔官方网站 关键点电气参数

MC34064的输出脚1脚的输出(稳定之后的输出)如下图所示：

三极管欠压复位威廉希尔官方网站

欠压复位威廉希尔官方网站 工作原理（图6）w 接通电源，＋5V电压从“0V”开始上升，在升至3.6V之前，稳压二极管DH03都处于截止状态，QH01(PNP管)也处于截止状态，无复位电压输出。w 当＋5V电源电压高于3.6V以后，稳压二极管DH03反向击穿，将其两端电压“箝位”于3.6V。当＋5V电源电压高于4.3V以后，QH01开始导通，复位电压开始形成，当＋5V电源电压接近＋5V时，QH01已经饱和导通，复位电压达到稳定状态。

图6 欠压复位威廉希尔官方网站 图

看门狗型复位威廉希尔官方网站

看门狗型复位威廉希尔官方网站 主要利用CPU正常工作时,定时复位计数器,使得计数器的值不超过某一值;当CPU不能正常工作时,由于计数器不能被复位,因此其计数会超过某一值,从而产生复位脉冲,使得CPU恢复正常工作状态。典型应用的Watchdog复位威廉希尔官方网站 如图7所示。此复位威廉希尔官方网站 的可靠性主要取决于软件设计,即将定时向复位威廉希尔官方网站 发出脉冲的程序放在何处。一般设计,将此段程序放在定时器中断服务子程序中。然而,有时这种设计仍然会引起程序走飞或工作不正常。原因主要是：当程序“走飞”发生时定时器初始化以及开中断之后的话,这种“走飞”情况就有可能不能由Watchdog复位威廉希尔官方网站 校正回来。因为定时器中断一真在产生,即使程序不正常,Watchdog也能被正常复位。为此提出定时器加预设的设计方法。即在初始化时压入堆栈一个地址,在此地址内执行的是一条关中断和一条死循环语句。在所有不被程序代码占用的地址尽可能地用子程序返回指令RET代替。这样,当程序走飞后,其进入陷阱的可能性将大大增加。而一旦进入陷阱,定时器停止工作并且关闭中断,从而使Watchdog复位威廉希尔官方网站 会产生一个复位脉冲将CPU复位。当然这种技术用于实时性较强的控制或处理软件中有一定的困难

图7 看门狗型复位威廉希尔官方网站

比较器型复位威廉希尔官方网站

比较器型复位威廉希尔官方网站 的基本原理如图8所示。上电复位时,由于组成了一个RC低通网络,所以比较器的正相输入端的电压比负相端输入电压延迟一定时间。而比较器的负相端网络的时间常数远远小于正相端RC网络的时间常数,因此在正端电压还没有超过负端电压时,比较器输出低电平,经反相器后产生高电平。复位脉冲的宽度主要取决于正常电压上升的速度。由于负端电压放电回路时间常数较大,因此对电源电压的波动不敏感。

但是容易产生以下二种不利现象：

（1）电源二次开关间隔太短时,复位不可靠;

（2）当电源电压中有浪涌现象时,可能在浪涌消失后不能产生复位脉冲。为此,将改进比较器重定威廉希尔官方网站 ,如图9所示。这个改进威廉希尔官方网站 可以消除第一种现象,并减少第二种现象的产生。为了彻底消除这二种现象,可以利用数字逻辑的方法与比较器配合,设计如图9所示的比较器重定威廉希尔官方网站 。此威廉希尔官方网站 稍加改进即可作为上电复位与看门狗复位威廉希尔官方网站 共同复位的威廉希尔官方网站 ,大大提高了复位的可靠性。

图8 比较器型复位威廉希尔官方网站

图9 改进型比较器型复位威廉希尔官方网站

单片机在可靠的复位之后，才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。同时，复位威廉希尔官方网站 也是容易受到外部噪 声干扰的敏感部分之一。因此，复位威廉希尔官方网站 应该具有两个主要的功能：

1. 必须保证系统可靠的进行复位；

2. 必须具有一定的抗干扰的能力；

复位威廉希尔官方网站 应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例，复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期，若系统选用6MHz晶振，则一个机器周期为2us，那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中，考虑到电源的稳定时间，参数漂移，晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素，必须有足够的余量。图1是利用RC充电原理实现上电复位的威廉希尔官方网站 设计。实践证明，上电瞬间RC威廉希尔官方网站 充电，RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。

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1. 必须保证系统可靠的进行复位；

2. 必须具有一定的抗干扰的能力；

一、复位威廉希尔官方网站 的RC选择

复位威廉希尔官方网站 应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例，复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期，若系统选用6MHz晶振，则一个机器周期为2us，那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中，考虑到电源的稳定时间，参数漂移，晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素，必须有足够的余量。图1是利用RC充电原理实现上电复位的威廉希尔官方网站 设计。实践证明，上电瞬间RC威廉希尔官方网站 充电，RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。

图 1

对于图1-a中的电容C两端的电压（即复位信号）是一个时间的函数：u(t)=VCC*[1-exp(-t/RC)]

对于图1-b中的电阻R两端的电压（即复位信号）也是一个时间的函数u(t)=VCC*exp(-t/RC)

其中的VCC为电源电压，RC为RC威廉希尔官方网站 的时间常数=1K*22uF=22ms。有了这个公式，我们可以更方便的对以上威廉希尔官方网站 进行透彻的分析。

图1-a中非门的最小输入高电平UIH=2.0v，当充电时间t=0.6RC时，则充电电压u(t)=0.45VCC=0.45*5V，约等于2V，其中t即为复位时间。图a中时间常数=22ms，则t=22ms*0.6=13ms。

二、复位威廉希尔官方网站 的可靠性与抗干扰性分析

单片机复位威廉希尔官方网站 端口的干扰主要来自电源和按钮传输线串入的噪声。这些噪声虽然不会完全导致系统复位，但有时会破坏CPU内的程序状态字的某些位的状态，对控制产生不良影响。

1.威廉希尔官方网站 结构形式与抗干扰性能

以图1为例，电源噪声干扰过程示意图如图2种分别绘出了A点和B点的电压扰动波形。

有图2可以看出，图2(a)实质上是个低通滤波环节，对于脉冲宽度小于3RC的干扰有很好的抑制作用；图2(b)实质上是个高通滤波环节，对脉冲干扰没有抑制作用。由此可见，对于图1所示的两种复位威廉希尔官方网站 ，a的抗干扰电源噪声的能力要优于b。

2. 复位按钮传输线的影响

复位按钮一般都是安装在操作面板上，有较长的传输线，容易引起电磁感应干扰。按钮传输线应采用双绞线（具有抑制电磁感应干扰的性能），并远离交流用电设备。在印刷威廉希尔官方网站 板上，单片机复位端口处并联0.01-0.1uF的高频电容，或配置使密特威廉希尔官方网站 ，将提高对串入噪声的抑制能力。

图 2

3. 供电电源稳定过程对复位的影响

单片机系统复位必须在CPU得到稳定的电源后进行，一次上电复位威廉希尔官方网站 RC参数设计应考虑稳定的过渡时间。

为了克服直流电源稳定过程对上电自动复位的影响，可采用如下措施：

（1） 将电源开关安装在直流侧，合上交流电源，待直流电压稳定后再合供电开关K，如图3所示。

图 3

（2） 采用带电源检测的复位威廉希尔官方网站 ，如图4所示。合理配置电阻R3、R4的阻值和选择稳压管DW的击穿电压，使VCC未达到额定值之前，三极管BG截止，VA点电平为低，电容器C不充电；当VCC稳定之后，DW击穿，三极管BG饱和导通，致使VA点位高电平，对电容C充电，RESET为高电平，单片机开始复位过程。当电容C上充电电压达到2V时，RESET为低电平，复位结束。

图 4

4. 并联放电二极管的必要性

在图1复位威廉希尔官方网站 中，放电二极管D不可缺少。当电源断电后，电容通过二极管D迅速放电，待电源恢复时便可实现可靠上电自动复位。若没有二极管D，当电源因某种干扰瞬间断电时，由于C不能迅速将电荷放掉，待电源恢复时，单片机不能上电自动复位，导致程序运行失控。电源瞬间断电干扰会导致程序停止正常运行，形成程序“乱飞”或进入“死循环”。若断电干扰脉冲较宽，可以使RC迅速放电，待电源恢复后通过上电自动复位，使程序进入正常状态；若断电干扰脉冲较窄，断电瞬间RC不能充分放电，则电源恢复后系统不能上电自动复位。

I/O接口芯片的延时复位

在单片机系统中，某些I/O接口芯片的复位端口与单片机的复位端口往往连在一起，即统一复位。接口芯片由于生产厂家不同，复位时间也稍有不同；复位线较长而又较大的分布电容，导致这些接口的复位过程滞后于单片机。工程实践表明，当单片机复位结束立即对这些I/O芯片进行初始化操作时，往往导致失败。因此，当单片机进入0000H地址后，首先执行1-10ms的软件延时，然后再对这些I/O芯片进行初始化。