单片机复位电路的可靠性分析
文章作者:袁旭军 庄松林

文章出处:电子技术应用

摘要:总结了目前使用比较广泛的四种单片机复位电路,为微分型,积分型复位电路建
立了数学模型,并比较了它们在使用中的可靠性,同时介绍了专用复位芯片.最后提出了
设计复位电路应注意的问题及提高抗干扰性的措施.
关键词:复位 死机 可靠性
单片机目前已被广泛地应用于家电,医疗,
仪器仪表,工业自动化,航空航天等领域.市场
上比较流行的单片机种类主要有Intel公司,
Atmel公司和Philip公司的8051系列单片机,
Motorola公司的M6800系列单片机,Intel公司
的MCS96系列单片机以及Microchip公司的PIC
系列单片机.无论用户使用哪种类型的单片机,
总要涉及到单片机复位电路的设计.而单片机复位电路设计的好坏,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电路设计不可靠引
起的.图1是一个单片机与大功率LED八
段显示器共享一个电源,并采用微分复位
电路的实例.在这种情况下,系统有时会
出现一些不可预料的现象,如无规律可循
的"死机","程序走飞"等.而用仿真
器调试时却无此现象发生或极少发生此现
象.又如图2所示,在此图中单片机复位采用另外一种复位电路.在此电路的应用中,用户有时会发现在
关闭电源后的短时间内再次开启电源,单片机可能会工作不正常.这些现象,都可认为是由于单片机复位
电路的设计不当引起的.
目前为止,单片机复位电路主要有四种类型:(1)微分型复位电路;(2)积分型复位电路;(3)
比较器型复位电路;(4)看门狗型复位电路.另外,Maxim等公司也推出了专用于复位的专用芯片[1].
1 复位电路的数学模型及可靠性分析
1.1 微分型复位电路
微分型复位电路的等效电路如图3所示.以高电平复位为例.建立如下方程:

电源上电时,可以认为Us为阶跃信号,即.其中U0是由于下拉
电阻R在CPU复位端引起的电压值,一般为0.3V以下.但在实际应用中,Us不可能为理想的阶跃信号.
其主要原因有两点:(1)稳压电源的输出开关特性;(2)设计人员在设计电路时,为保证电源电压稳定
性,往往在电源的输入端并联一个大电容,从而导致了Us不可能为阶跃信号特征.由于第一种情况与第
二种情况在本质上是一样的,即对Us的上升斜率产生影响,从而影响了的URST的复位特性.为此假Us
的上升斜率为k,从0V～Us需要T时间,即:

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