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80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析

作者:时间:2011-05-18来源:网络收藏

POR(Power On Reset)实质上就是,也就是在期间把锁定在状态上。为什么在每次接通电源时,都需要加入一定的延迟时间呢?如下。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172764.htm

1 上电复位

  在单片机及其应用电路每次上电的过程中,由于电源回路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容,使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD,是从低到高逐渐上升的。该过程所持续的时间一般为1~100 ms(记作taddrise)。上电taddrise的定义是电源电压从10% VDD上升到90% VDD所需的时间,如图1所示。

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图1 上电延时taddrise和起振延时tosc实测结果

  在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后,时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程)。该过程所持续的时间一般为1~50 ms(记作tosc)。起振延时tosc的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间。从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚。这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数,代表XTAL1和RST引脚上的输入逻辑高电平。例如,对于常见的单片机型号AT89C51和AT89S51,厂家给出的Vih1值为0.7VDD~VDD+0.5 V。

  从理论上讲,单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。这里,treset等于上电延时taddrise与起振延时tosc之和,如图1所示。从实际上讲,延迟一个treset往往还不够,不能够保障单片机有一个良好的工作开端。

  在单片机每次初始加电时,首先投入工作的功能部件是复位电路。复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时(记作TRST),以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间;在电源电压稳定之后,再插入一个延时,给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间;在单片机开始进入运行状态之前,还要至少推迟2个机器周期的延时,如图2所示。

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图2 复位信号释放的时机

2 上电复位电路3款

  上述一系列的延时,都是利用在单片机RST引脚上外接一个RC支路的充电时间而形成的。典型复位电路如图3(a)所示,其中的阻容值是原始手册中提供的。在经历了一系列延时之后,单片机才开始按照时钟源的工作频率,进入到正常的程序运行状态。从图2所示的实测曲线中可以同时看到4条曲线: VDD、Vrst、XTAL2和ALE。在电源电压以及振荡器输出信号稳定之后,又等待了一段较长的延时才释放RST信号,使得CPU脱离复位锁定状态;而RST信号一旦被释放,立刻在ALE引脚上就可检测到持续的脉冲信号。

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图3 上电复位延时电路

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