MCU上电复位原理.pdf

MCU 上电复位原理 ① 上电复位：是由外部总线产生的一种异步复位，单片机电压监测电路检测到电源电压VDD 上升 时，会产生一个上电复位脉冲，由内部计时器进行延时后等待电源电压上升到可以工作的电压后，整个单 片机系统就完成了上电复位。注意上电复位电路并不会检测延时过后的系统电压，如果此时的电压低于单 片机的最小工作电压，整个上电复位就失效了。 图所示是整个上电复位的过程，其步骤如下： 1)电源电压VDD 大于一定范围时候，通常是1V 以上的时候，单片机内部的CMOS 的逻辑电路开始运 作，这个电压我们也称为VOS 。在这个电压下，不管使用的何种外部振荡器，振荡电路将开始起作用产 生信号。 2)随着振荡器的运行，所有的内部逻辑必须进行初始化以保证处在正确的逻辑状态下。 3)此时上电复位电路内部的计数器将开始工作，一般而都会维持一定的复位周期延迟，飞思卡尔的HC08 系列的复位时钟延迟tPOR 等于4096 个机器周期，并且复位逻辑将维持内部复位信号。 4) 当持续时间大于tPOR，上电复位电路的复位逻辑将反转并关闭上电复位电路。没有其他复位源的时 候，单片机将退出复位状态并开始执行的代码。 因此如果依靠单片机内部的上电复位完成整个过程，复位与电源电压的上升率有很大的关系，需要确认电 压的上升速率应大于最小上升速率，如果不注意这点将造成单片机的无法启动，计算方法如下： VRUN = VOS +MVDD_SLEW×4096/FOSC 其中VRUN 是单片机的最小工作电压，FOSC-是内部总线频率，MVDD_SLEW 是电源电压上升率。 ② 欠压复位：单片机内部电压监控电路形成的异步复位，当电源电压VDD 电压小于一定触发阈值时，发 出复位信号并保持到电源电压大于欠压复位功能恢复电压。欠压复位是用来确保单片机的电源并不在有效 工作电压范围之内时内部产生复位过程，使得单片机保持在正确的状态中，欠压复位有三个重要的参数： 1) VTR 是欠压复位功能恢复电压，大于该电压值的时单片机的欠压复位状态就结束了； 2)VTF 是欠压复位功能触发电压，小于该电压值的时单片机将保持欠压复位状态； 3) VHYS 是欠压复位的回差电压，VHYS=VTR - VTF;这个电压的主要目的是防止电源有噪声干扰的时候 频繁的反弹，一般在0.1～0.2V 之间。 如图所示，欠压复位是在电源电压达到VTR 以后，内部的计数器才工作，因此在上电复位完成以后，欠压 复位继续工作直至欠压复位完成既定的延迟后，整个单片机才会退出复位状态；因此内部引入欠压复位电 路对于解决电源电压上升率过快和过慢的情况都有很大的帮助。需要注意的是低电压的复位电平阈值是和 供电电压相关的，并且按照比例设定的无法更改，因此如果系统上不合适则需要考虑外部的复位方法。