[有奖征文活动]MCU上电复位不良--差点杀公**祭拜～～

触觉的爱 · 发表于 2009-8-21 12:58

很早以前写在博客上的，还是有点分享价值的。转过来和大家分享下。

正文
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昨晚在调试AVR 单片机时又有一些心得体会，虽然结论是一个很小的问题造成的，但在此还是写出来给大家参考，避免走弯路。

事件描述：
   以前用AVR的芯片也做过好几个设计，从来没有怀疑过ATMEL的芯片的稳定性，以前的几个方案都是很稳定的，当然这跟PCB的设计有很大的关系，如果大家需要PCB相关参考资料的话可以到本站的PCB技术专栏里查找，那里有很多前辈的PCB布板心得。
      这次用的ATmega48制作的串口电压表就出现一个很奇怪的现象，电路板是用万能板焊接的，程序里用到ADC功能和串口通讯功能，用的AVR下载工具是STK500，每次下载程序后芯片总是不能正常复位工作，还要读取下芯片的特征字或熔丝位让芯片重新复位下才能工作，这时候复位后工作都稳定，没出现什么不正常。刚开始不在意这个问题，因为在开发的初期用AVR DRAGON仿真调试部分功能时复位脚不能接任何器件，所以也就把复位脚悬着不接复位电路，以为是没接阻容复位而造成不稳定。在此还是没有怀疑过芯片的问题。
      直到后来这个程序都开发完毕了，给ATMEGA48加上一个10K的上拉电阻和0.1uF的电容做复位，把ISP线拔掉，独立给串口电压表上电（因为当时都是用几个电路模块连接做实验，串口电平转换电路也是独立的，初期串口调试已经都通过了，所以我把这个串口电平转换模块的连线都拔掉了），问题来了，上电不工作，手动把复位脚接地后放开可以工作，但过了一会后还是死了，加看门狗后还是老样，没有任何改善，每次手动复位正常工作后，把手指头放在ATMEGA48的1、2、3脚上方慢慢靠近，手指头还没碰到芯片就死机了~~~不会吧，没这么脆弱吧。以前用AVR Tiny26做的控制器，把手机放在芯片上方然后拨打10086都不会死机。不会中奖了吧，又不是第一次搞单片机，难道真要像以前论坛里的朋友开玩笑说：要杀只大公鸡祭拜下~~~

奇怪啊~~~实在没招，把串口电平转换电路给接上继续调试下，这时候再上电每次都是正常工作，而如果再把串口电平转换电路断开则又不能正常复位工作~~~手动复位后把手再靠近芯片的1、2、3脚上方就又马上死机~~~狂晕~~~~不是吧~~~ATMEGA48的第一脚是RST，2、3两脚刚好是RXD、TXD串行引脚，难道真的是这个串口干扰引脚影响到复位电路？不可能吧，ATMEGA48芯片用得人多的是，各方面的应用都有，不可能是芯片的缺陷，还是多怀疑下自己吧...重新再好好看看自己的程序吧...

      程序里开始首先是对IO做初始化，TXD配置为输出，还有其他相关IO配置。然后是对定时器的一些初始化，再就是对串口的一些初始化了。看了下程序，在初始化的时候就把串口中断发送、接收允许都使能了，难道是这里的问题？串口电压表在实际工作的时候串口其实不是在一直工作的，是通过一个开关选择接地才发送数据，平时是不发送的，而在不接串口电平转换电路的时候RXD、TXD都是是悬空的，只有TXD为输出有上拉，RXD没有使能上拉，这时候RXD是最容易被外部干扰的，这就是问题的所在了。当然如果串口电平转换电路都连接着，那就没这个问题，因为串口电平转换电路已经把RXD的电平给钳住了。解决的方法很简单：在初始化串口的时候关闭串口中断使能，在主程序里需要发送数据的时候再使能串口，发送完马上关闭就可以。至此问题解决，这时候看你再怎么去“摸”ATMEGA48的引脚或封装都没有再出现任何的死机情况，每次上电复位都是非常的稳定。（把AVR的BOD熔丝打开可增加复位的可靠性，BOD LEVEL根据实际的电源电压进行选择，这里的电源是5V，所以BOD LEVEL选4.3V）

总结教训：
      这是自己的粗心大意、芯片内部功能的没有合理性利用的表现。在此引以为戒！告诉自己：不要以为自己做过一些小项目就飘飘然起来，不要动不动就去怀疑人家半导体厂家芯片的稳定性，要多怀疑自己才是。往往可能最基本的问题没注意而花费了很多的时间，自己做着玩的东西那都无所谓了，如果你是给别人打工呢？那性质就完全不一样了！

下图为AVR单片机典型外部复位电路：
      AVR单片机已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可。

      为了可靠，再加上一只0.1uF的电容以消除干扰、杂波。

      二极管1N4148的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将10K电阻短路，让0.1uF的电容快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。

      当AVR在工作时，按下开关S 时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。

发表于 2009-8-21 13:07

谢谢楼主分享经验，裤之！

发表于 2009-8-21 13:07

哈哈，这不算什么，以前做的样机，通电ok，结果过一段时间自动关机。最后一看，复位脚的电阻电容让那帮马虎给焊颠倒了。

发表于 2009-8-21 15:01

哈哈,中断开放了,如果做好了中断服务程序,应该也不会死机的呀!
俺前阵子因为中断程序把堆栈搞溢出了,有时复位,有时不复位,那才叫防不胜防呢.

发表于 2009-8-21 15:34

这个问题解决的很山寨，很混乱

发表于 2009-8-21 15:51

多次说过调试阶段99%的疑难杂症在于电源，但是好像真正重视的还是不多。现在的大学教学跟实践完全脱节了……

发表于 2009-8-21 16:07

这程序也是的，一上电就开中断干嘛啊，怕有什么好事情给错过了啊，不过也见过某产品，上电十几秒都还在初始化，把人都急死了，一个XP启动还没这么长时间

发表于 2009-8-21 21:30

开串口接收中断是可以。主要是开了串口中断，而RXD脚却是悬空，那就出现了如上的一堆奇怪问题。

只要RXD有接着电平转换电路，那就不会有这个问题了。

发表于 2009-8-22 12:58

本帖最后由 cx3333 于 2009-8-22 13:00 编辑

不是死机,而是进入中断状态没有退出来

发表于 2009-8-22 13:02

哈哈，杀公**祭拜～～;P

发表于 2009-8-25 15:11

1、对于uart来说，0是有效信号（起始位），一般设计时在CPU的rxd引脚上加上拉电阻。
2、若没有加上拉电阻，又开了uart中断，很容易看到死机的现象。

发表于 2009-8-30 11:01

本帖最后由 xnwxq 于 2009-8-30 11:08 编辑

其实一上电就复位的现象还是比较好处理的，我个人最怕的是上电后可以工作，但是运行过程中的复位和假死现象是最让人头痛的！这种情况的问题最多，对于做产品更是如此！
4楼热肠的现象我原来也是遇到过的，当时我是开发电力载波通信的通信程序，出现复位现象后我第一个想的的是电源的电路设计问题，在电源的问题上我花的时间可是好久哦，但是问题还是没有解决,不过电源确实存在问题，但是是产品在公司的测试平台测试通信非常的好，但是到了现场，电力载波信号一点都收不到，这个现象也是通过修改电源后解决的（当需要电力载波痛心时，整个模块的功率一下子就上了了，当时处理器的供电和载波的供电没有很好的隔离造成）。言归正传，说道向4楼所说“中断开放了,如果做好了中断服务程序,应该也不会死机的呀!俺前阵子因为中断程序把堆栈搞溢出了,有时复位,有时不复位,那才叫防不胜防呢.”是因为中断服务程序没有搞好造成的，我的是数据接收缓冲区没有处理好造成的，当我连续的发送测试命令帧的时候，就会发生死机的现象！后来经过检查，原来是缓冲区没有管理好造成的，其实就是我的指针没有控制好！

所以遇到上电复位的状况可以归纳如下：
1、电源隔离不是很好
2、复位电路参数不合理
3、复位脚存在干扰
4、项4楼所说，中断服务程序没有控制好
5、有通信的话，缓冲区管理不当

发表于 2009-8-30 11:07

要是不缺那两毛钱的话，还是上个复位芯片好了。

发表于 2012-3-14 20:03

碰到过类似问题，是因为串口的RXD没有加上拉，导致板子经常死机。

发表于 2012-5-11 16:49

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