51 系列单片机复位电路
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51 系列单片机是高电平复位。
如果在 AT89S52 的 9 号引脚(RST)加上宽度大于 2 个机器周期的高电平,该单片机芯片就将处于复位状态。
复位时:PC = 0000H,SP = 07H,P0~P3 = FFH,其它各个特殊功能寄存器的内容皆为 0。
此后,当 RST 引脚上的降为低电平,单片机将会脱离复位,变成运行状态,从 0000H 处开始执行程序。
在 RST 引脚接上一个电阻、一个电容,即可构成“上电复位电路”。其中电阻为 10K,电容为 10uF,这是厂家推荐的数值。
上电复位电路图如下:
其中 RST 端电压波形 VR,在上面的插图中也已经给出。
分析这个波形变化的原理,要用到“过渡过程”的知识。
从电路中可以看出,电阻和电容是串联,电容的电压、电阻的电压,加在一起,就是电源电压。
当没有开机时,这些电压都是零。
当开机后,电源 VCC 突然就出现了 +5V,此刻的电容电压是不能突变的,仍然是零。
+5V 的电源电压,立即就全都加到了电阻上,于是 RST 端的电压 VR,在这一瞬间就出现了高电平。
之后,随着电容器不断的充电,VR 就呈指数规律下降,这就是“过渡过程”。
当 VR 下降到 3.4V,可以认为此时就脱离了高电平。从波形图中可以看出,RST 端的高电平持续时间就是 t1。
如果经过了 (3~5) RC 的时间,这个电压就可以认为降到零了。这时,就认为“过渡过程”已经是结束了。
上面所说的电压波形变化的规律,在《电路》方面的教材中,可以找到计算公式。
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在晶振为 12MHz 时,如果 RST 端的高电平持续时间 t1,超过了 2us,51单片机即可复位。
其实,使用单片机厂家所推荐的元件数值(电阻为 10K,电容为 10uF),已经使 RST 端的高电平时间,远远超过了 2us。
哪怕,即使单片机使用的晶振频率再低一些,要求复位的时间再长一些,这个电阻、电容的数值,也都是够用的。
做而论道说这些,是什么意思呢?
呵呵,就是说,复位电路中的电阻、电容,并不需要我们自己来设计,使用厂家推荐的数值,就完全可以了。
如果偏要自己设计,那就一定是闭门造车。
因为公式中所用的 VH 这个电压值,是单片机厂家内部掌握的。我们并不能肯定就是 3.4V。所以,我们自己设计不出来合适的 R、C 的数值。
另外,有人略微的学过一些“过渡过程”的计算公式,就用 (3~5) RC 来计算高电平的时间,呵呵,这就是基本概念不清。
用 (3~5) RC 来计算,得出的电压波形,早早就是低电平了,根本就不是高电平的持续时间。
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如果,想要增加“手动复位按键”,电路图就在下面:
按键按下后,电容器放电;按键松开后,电容器从零电压开始充电,电阻上的电压波形,就和上面给出的一模一样了。
省略掉图中的 220 欧姆的电阻,也是可以的,有些成品的电路板,就是省略的。
省略后,没有太大缺陷,只是按键按下的时刻,瞬间放电电流,会很大,可能有微小火花出现。
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还看到有些参考资料,在复位电路中,增加了一个反相器。
好像是说,这样就可以把缓慢变化的波形,弄得陡峭一些,使得复位,可以可靠一些。
其实,这是多余的。
单片机的厂家,早就在芯片内部,集成了施密特反相器,用不着用户来画蛇添足。