你了解复位电路吗

只看该作者 · 2023-1-12 13:15

本帖最后由王小琪于 2023-1-12 13:14 编辑

一、什么是复位电路
单片机复位是指单片机遇到异常情况，导致无法继续执行程序时，让单片机的程序从头开始执行，运行时钟处于稳定状态、各种寄存器、端口处于初始化状态等等。
。为了保证系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的。目的是让单片机能够稳定、正确的从头开始执行程序。

二、为什么需要加复位电路
1、数字电路中寄存器和 RAM 在上电之后默认的状态和数据是不确定的，如果有复位，我们可以把寄存器复位到初始状态，RAM 的数据可以通过复位来触发 RAM 初始化。
2、程序逻辑如果进入了错误的状态，通过复位可以把所有的逻辑状态恢复到初始值，如果没有复位，那么逻辑可能永远运行在错误的状态。(一些简单的IC芯片没有看门狗电路，就需要外部复位)。
正常单片机和IC芯片复位都是有一个Reset引脚，给复位引脚通一定时间的高/低电平就可以实现复位。
以STM32F1系列单片机为例，通过查阅手册得知复位引脚需要持续20us以上的低电平，就可完成复位，见下图，来自《STM32中文参考手册》

三、复位电路设计
复位电路我们一般分为四种，分别是高电平复位、低电平复位、高电平按键复位电路、低电平按键复位电路
3.1 高电平复位电路
高电平复位电路，本质就是RC串联充电电路，在上电的瞬间，由于电容两端电压不能突变，上电后的一瞬间电容等效为短路，电容C1充电，充电电流在电阻上形成的电压为高电平，单片机复位。一段时间之后，电容充电完毕，电容视为断路，电流为0，电阻两端电压近似于0V，这时RST就为低电平。单片机将进入正常工作状态。
电容充电时间T/复位持续时间：T=(1/9)*R*C

3.2 低电平复位电路
低电平复位电路，由于电容两端电压不能突变的特性，在上电的瞬间RST端电位近似为GND，通过 10K电阻对 C2电容进行充电，此时RST复位引脚电压为低电平，单片机复位。一段时间之后，电容充电完毕，电容视为断路，电流为0，电流经过电阻流入RST复位引脚，引脚为高电平，这时，单片机将进入正常工作状态。
电容充电时间T/复位持续时间：T=9*R*C

3.3 高电平按键复位电路
高电平按键复位电路，当VCC上电时，Key不按下，情况和高电平复位情况一样。在上电的瞬间，由于电容两端电压不能突变，上电后的一瞬间电容等效为短路，电容C1充电，充电电流在电阻上形成的电压为高电平，单片机复位。一段时间之后，电容充电完毕，电容视为断路，电流为0，电阻两端电压近似于0V，这时RST就为低电平。单片机将进入正常工作状态。
工作期间，按下按键Key，电容两端相当于短路，电容C放电，RST引脚为高电平，使得单片机复位。松开按键Key，电容C又充电，一段时间后，充电完成，电路断路，单片机进入工作状态。

3.4 低电平按键复位电路
低电平按键复位电路，当VCC上电时，Key不按下，情况和低电平复位情况一样。由于电容两端电压不能突变的特性，在上电的瞬间RST端电位近似为GND，通过 10K电阻对 C2电容进行充电，此时RST复位引脚电压为低电平，单片机复位。一段时间之后，电容充电完毕，电容视为断路，电流为0，电流经过电阻流入RST复位引脚，引脚为高电平，这时，单片机将进入正常工作状态。
工作期间，按下按键Key，RST复位引脚直接跟GND导通，为低电平，电容C2放电，使得单片机复位。松开按键Key，电容C又充电，几个毫秒后，充电完成，电路断路，单片机进入工作状态。