Atmega16复位电路RC振荡周期计算

通常AVR单片机采用产生2个机器周期的低电平进行复位，简单的复位电路可采用上电复位，复位脚接上拉电阻，复位脚引出电容接地（电阻电容串接，节点处接reset）。其实这种接法将电容电阻对调就是51内核单片机的复位电路（参数完全满足要求）。

如果采用16M的晶振作为外部振荡时序脉冲信号，为了产生2个机器周期的低电平（AVR采用12分频），需要选取合适的R、C，这里采用上电复位电路进行分析计算。

解：
假设上电（电容充电）时刻t板间电量为q，电压为u，根据回路电压方程：
U-u=IR
　　　　又有：
q=cu，I=dq/dt
　　　　所以（带入）：
U-q/c=R*dq/dt
　　　　也就是：
R*dq/(U-q/c)=dt
　　　　不定积分得：
Rc*dq/(cU-q)=Rc*[-d(cU-q)/(cU-q)]=-Rcln(cU-q)=t+C(不定常量)

利用初始条件（t=0，q=0）：
C(不定常量)=Rcln(1/cU)
　　　　于是（q、t关系）：
q=cU[1-e^-t/(Rc)]

从表达式可以看出，若要充电完毕，也就是u=q/c=U[1-e^-t/(Rc)]=U,那么（1/e)^[t/(Rc)]=0，这时时间t将趋于无限大。实际中，1-e^-t/(Rc)很快趋向1，故经过很短的一段时间后，电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微，可以忽略。

现在计算在极板电压达到电源电压x%时的时间：
1-e^-t/(Rc)=x%
　　　　于是：
t=-RCln(1-x%)
　　　　令x%=95%：
t≈3RC
　　　　令x%=98%：
t≈3.9RC
　　　　令x%=99%：
t≈4.6RC
AVR单片机复位时间必须满足：
t>2T（机器)=24*振荡周期=24*(1/16)*10^-6=1.5*10^-6
　　　　也就是（95%）：
3RC>1.5*10^-6
　　　　即：
RC>0.5^10-6

通常R=10K,C=100nF，RC=10^4*10^-7=10^-3满足条件要求。任意的电阻、电容基本上都会满足条件要求的，电阻选用K数量级，电容选用pF数量级，RC为10^-6数量级（满足需要）。

电容器容量的表示方法

电容器的基本单位是“法拉”（F），1法拉的1/1000000（百万分之一）是1微法（μF），1微法的1/1000000是1pF（1微微法，或1皮法）。它们之间的关系是百万（或称10的6次方）进位关系。

我们常用的电容有：

1、 电介电容：多数在1μF以上，直接用数字表示。如：4.7μF、100μF、220μF等等。这种电容的两极有正负之分，长脚是正极。

2、 瓷片电容：多数在1μF以下，直接用数字表示。如：10、22、0.047、0.1等等，这里要注意的是单位。凡用整数表示的，单位默认pF；凡用小数表示的，单位默认μF。如以上例子中，分别是10P、22P、0.047μF、220μF等。

现在国际上流行另一种类似色环电阻的表示方法（单位默认pF）：

如：　“473”即47000pF=0.047μF

　　　“103”即10000pF=0.01μF等等，

“XXX”第一、二个数字是有效数字，第三个数字代表后面添加0的个数。这种表示法已经相当普遍。

①以uF為單位：電容容量1uF以上者，直接以數值標示容量，例如10000uF，3300uF。
②以pF為單位：第一位數與第二位數代表電容數值，第三個數字代表10的次方，亦即數值後面0的個數。例如電容容量標示為104者，代表10後面有四個0，亦即100000pF。
③以nF為單位：電容容量標示為100N代表100x10-9=10-7法拉，亦等於0.1x10-6法拉，所以等於0.1UF。

以上關係可以表示為1uF=103nF=106pF
其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF