常見單片機復(fù)位電路介紹及可靠性分析

來源:IC解密。
    1 復(fù)位電路的數(shù)學(xué)模型及可靠性分析
    1.1 微分型復(fù)位電路
    以高電平復(fù)位為例,其中U0是由于下拉電阻R在CPU復(fù)位端引起的電壓值,一般為0.3V以下。但在實際應(yīng)用中,Us不可能為理想的階躍信號。其主要原因有兩點:(1)穩(wěn)壓電源的輸出開關(guān)特性;(2)設(shè)計人員在設(shè)計電路時,為保證電源電壓穩(wěn)定性,往往在電源的輸入端并聯(lián)一個大電容,從而導(dǎo)致了Us不可能為階躍信號特征。由于第一種情況與第二種情況在本質(zhì)上是一樣的,即對Us的上升斜率產(chǎn)生影響,從而影響了的URST的復(fù)位特性。
    另一種情況就是設(shè)計人員將一些開關(guān)性質(zhì)的功率器件,如大功率LED發(fā)不管與單片機系統(tǒng)共享一個穩(wěn)壓電源,而單片機系統(tǒng)的復(fù)位端采用微分復(fù)位電路,由此也將造成復(fù)位的不正?,F(xiàn)象。
    將器件等效為電阻RL,其中開關(guān)特性即RL很小或RL很大兩種工作狀態(tài)。而穩(wěn)壓電源的基本工作原理是:ΔRL→ΔI→ΔU→-ΔI→-ΔU。從中可以看出,負載的變化必然引電流的變化。為了分析簡單,假設(shè)R>RL,并且R>>R0.這樣,可以近似地鈄以上電路網(wǎng)絡(luò)看作兩個網(wǎng)絡(luò)的組合,并且網(wǎng)絡(luò)之間的負載效應(yīng)可以忽略不計。
    第一個電路網(wǎng)絡(luò)等效為一個分壓電路。當(dāng)RL從RLmin→Rlmax時,使其變化為階躍性持,則UA為一個賦的階躍信號。
    UA(t)=[Rlmax/(Rlmax+R0)]U t≥0
    UA(t)=[Rlmin/(Rlmin+R0)]U t<0
    用此階躍信號作為第二個電路網(wǎng)絡(luò),一階微分電路的輸入,則可得下式:
    (d/dt)UA(t)=(1/RC)URST(t)+(d/dt)URST(t)
    URST(0)=0
    解之得:
    從上式可以看出,由于負載的突變和穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓作用,將在復(fù)位端引入一個類脈沖,從而導(dǎo)致CPU工作不正常。