單片機(jī)上電復(fù)位延時(shí)

1、80C51單片機(jī)的上電復(fù)位P（PmverOnReset）實(shí)質(zhì)上就是上電延時(shí)復(fù)位，也就是在上電延時(shí)期間把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上。為什么在每次單片機(jī)接通電源時(shí)，都需要加入一定的延遲時(shí)間呢？分析如下。1上電復(fù)位時(shí)序上電復(fù)位時(shí)序在單片機(jī)及其應(yīng)用電路每次上電的過程中，由于電源同路中通常存在一些容量大小不等的濾波電容，使得單片機(jī)芯片在其電源引腳VCC和VSS之間所感受到的電源電壓值VDD，是從低到高逐漸上升的。該過程所持續(xù)的時(shí)間一般為1～100ms

2、（記作tsddrise）。上電延時(shí)taddrise的定義是電源電壓從lO％VDD上升到90％VDD所需的時(shí)間，如圖1所示。在單片機(jī)電源電壓上升到適合內(nèi)部振蕩電路運(yùn)行的范圍并且穩(wěn)定下來之后，時(shí)鐘振蕩器開始了啟動(dòng)過程（具體包括偏置、起振、鎖定和穩(wěn)定幾個(gè)過程）。該過程所持續(xù)的時(shí)間一般為1～50ms（記作tOSC）。起振延時(shí)tOSC的定義是時(shí)鐘振蕩器輸出信號(hào)的高電平達(dá)到Vih1所需的時(shí)間。從圖1所示的實(shí)際測(cè)量圖中也可以看得很清楚。這里的Vih1

3、是單片機(jī)電氣特性中的一個(gè)普通參數(shù)，代表XTALl和RST引腳上的輸入邏輯高電平。例如，對(duì)于常見的單片機(jī)型號(hào)AT89C5l和AT89S5l，廠家給出的Vih1值為07VDD～VDD05V。從理論上講，單片機(jī)每次上電復(fù)位所需的最短延時(shí)應(yīng)該不小于treset。這里，treset等于上電延時(shí)taddrise與起振延時(shí)tOSC之和，如圖1所示。從實(shí)際上講，延遲一個(gè)treset往往還不夠，不能夠保障單片機(jī)有一個(gè)良好的工作開端。在單片機(jī)每次初始加電時(shí)

4、，首先投入工作的功能部件是復(fù)位電路。復(fù)位電路把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上并且維持一個(gè)延時(shí)（記作TRST），以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個(gè)等待時(shí)間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個(gè)延時(shí)，給予時(shí)鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的由于標(biāo)準(zhǔn)80C51的復(fù)位邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，復(fù)位源只有RST一個(gè)（相對(duì)新型單片機(jī)來說，復(fù)位源比較單一），因此各種原因所導(dǎo)致的復(fù)位活動(dòng)以及復(fù)位狀態(tài)的進(jìn)入，都要依靠在外接引腳RST上施加一定時(shí)間寬度的高電平信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)80C5l不僅復(fù)位

5、源比較單一，而且還沒有設(shè)計(jì)內(nèi)部上電復(fù)位的延時(shí)功能，因此必須借助于外接阻容支路來增加延時(shí)環(huán)節(jié)，如圖3（a）所示。其實(shí)，外接電阻R還是可以省略的，理由是一些CMOS單片機(jī)芯片內(nèi)部存在一個(gè)現(xiàn)成的下拉電阻Rrst。例如，AT89系列的Rrst阻值約為50～200kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值約為40～225kΩ，如圖4所示。因此，在圖3（a）基礎(chǔ)上，上電復(fù)位延時(shí)電路還可以精簡(jiǎn)為圖3（b）所示的簡(jiǎn)化電路（其中電容C的容量也相應(yīng)減小了）

6、。在每次單片機(jī)斷電之后，須使延時(shí)電容C上的電荷立刻放掉，以便為隨后可能在很短的時(shí)間內(nèi)再次加電作好準(zhǔn)備。否則，在斷電后C還沒有充分放電的情況下，如果很快又加電，那么RC支路就失去了它應(yīng)有的延遲功能。因此，在圖3（a）的基礎(chǔ)上添加一個(gè)放電二極管D，上電復(fù)位延時(shí)電路就變成了如圖3（c）所示的改進(jìn)電路。也就是說，只有RC支路的充電過程對(duì)電路是有用的，放電過程不僅無用，而且會(huì)帶來潛在的危害。于是附加一個(gè)放電二極管D來大力縮短放電持續(xù)時(shí)間，以便消除

7、隱患。二極管D只有在單片機(jī)斷電的瞬間（即VCC趨近于0V，可以看作VCC對(duì)地短路）正向?qū)?，平時(shí)一直處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。3上電復(fù)位失敗的上電復(fù)位失敗的2種案例分析種案例分析假如上電復(fù)位延遲時(shí)間不夠或者根本沒有延時(shí)過程，則單片機(jī)可能面臨以下2種危險(xiǎn)，從而導(dǎo)致CPU開始執(zhí)行程序時(shí)沒有一個(gè)良好的初始化，甚至陷入錯(cuò)亂狀態(tài)。①在時(shí)鐘振蕩器輸出的時(shí)鐘脈沖還沒有穩(wěn)定，甚至還沒有起振之前，就因釋放RST信號(hào)的鎖定狀態(tài)而放縱CPU開始執(zhí)行程序。這將會(huì)導(dǎo)致程