80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析

　　由于标准80C51的复位逻辑相对简单，复位源只有RST一个（相对新型单片机来说，复位源比较单一），因此各种原因所导致的复位活动以及复位状态的进入，都要依靠在外接引脚RST上施加一定时间宽度的高电平信号来实现。

　　标准80C51不仅复位源比较单一，而且还没有设计内部上电复位的延时功能，因此必须借助于外接阻容支路来增加延时环节，如图3(a)所示。其实，外接电阻R还是可以省略的，理由是一些CMOS单片机芯片内部存在一个现成的下拉电阻Rrst。例如，AT89系列的Rrst阻值约为50～200 kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值约为40～225 kΩ，如图4所示。因此，在图3(a)基础上，上电复位延时电路还可以精简为图3(b)所示的简化电路（其中电容C的容量也相应减小了）。

图4 复位引脚RST内部电路

　　在每次单片机断电之后，须使延时电容C上的电荷立刻放掉，以便为随后可能在很短的时间内再次加电作好准备。否则，在断电后C还没有充分放电的情况下，如果很快又加电，那么RC支路就失去了它应有的延迟功能。因此，在图3(a)的基础上添加一个放电二极管D，上电复位延时电路就变成了如图3(c)所示的改进电路。也就是说，只有RC支路的充电过程对电路是有用的，放电过程不仅无用，而且会带来潜在的危害。于是附加一个放电二极管D来大力缩短放电持续时间，以便消除隐患。二极管D只有在单片机断电的瞬间（即VCC趋近于0 V，可以看作VCC对地短路）正向导通，平时一直处于反偏截止状态。

3 上电复位失败的2种案例分析

　　假如上电复位延迟时间不够或者根本没有延时过程，则单片机可能面临以下2种危险，从而导致CPU开始执行程序时没有一个良好的初始化，甚至陷入错乱状态。

① 在时钟振荡器输出的时钟脉冲还没有稳定，甚至还没有起振之前，就因释放RST信号的锁定状态而放纵CPU开始执行程序。这将会导致程序计数器PC中首次抓取的地址码很可能是0000H之外的随机值，进而引导CPU陷入混乱状态。参考图5所示的实测信号曲线。

图5 在时钟未稳定前释放RST的情况

② 在电源电压还没有上升到合适范围之前（自然也是时钟尚未稳定之前），就释放RST信号的锁定状态，将会使单片机永远感受不到复位信号、经历不到复位过程、包含PC在内的各个SFR内容没有被初始化而保留了随机值，从而导致CPU从一个随机地址开始执行程序，进而也陷入混乱状态。参考图6所示的实测信号曲线。

图6 在电源和时钟均未稳定前释放RST的情况