MSP43O單片機復(fù)位電路可靠性設(shè)計

MSP430F149是目前用量最廣的MSP430芯片之一，其工作電壓范圍在Vcc min=1．8V，Vcc max=3．6V之間，當(dāng)選擇低壓差線性穩(wěn)壓器件TP-S76033時，其供電電壓Vp max=3．34V，Vp min=3．23V，此時應(yīng)選擇復(fù)位門限范圍在3．23V和1．8V之間。為提高系統(tǒng)可靠工作的條件，Vpor盡可能選擇低一些。選擇復(fù)位芯片MAX809S(如圖4右圖)，其復(fù)位門限為2．89V(Vpor min)Vpor-2．96V(Vpor_max)，典型值為2．93V，當(dāng)供電電壓低于2．93時，此電壓值已超出(低于)TPS76033的供電范圍，但MSP430F149仍處在工作狀態(tài)，此時MAX809S發(fā)出復(fù)位信號，MSP430F149執(zhí)行POR復(fù)位過程，避免死機。
此方法適用于供電系統(tǒng)的容差很小、供電電壓精度很高的情況下。
2．2 延長外復(fù)位信號時間
由于MSP430內(nèi)部POR只有在上電時提供復(fù)位，對于遇到短暫波動至供電壓值降至Vpor以下但仍高于Vcc-min又迅速恢復(fù)的情況(如圖l(a)所示的第二次電壓下降)，上述方法不能觸發(fā)有效復(fù)位，此時，可以采取延長復(fù)位信號持續(xù)時間或增加復(fù)位周期的方法。讓復(fù)位信號在壓值恢復(fù)后維持足夠長的周期，仍可促使芯片正常復(fù)位。MAX809S最高可維持140ms的有效復(fù)位信號，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于MSP430F149的有效復(fù)位信號要求時間(25μs)與POR信號維持時間(250μs)之和，在系統(tǒng)遇到周期120ms以內(nèi)的電壓波動時可保證系統(tǒng)正確復(fù)位。
利用帶有看門狗定時器的復(fù)位芯片MAX803，還可以控制發(fā)送長達(dá)1s的復(fù)位信號發(fā)送間隔，適用于周期更長的電壓波動情況使用。
2．3 監(jiān)控電源
對于供電系統(tǒng)的容差范圍較大(如圖3(a)中Vp的范圍大于或接近于VCC的范圍時)，壓值精度較低的情況，或者是遇到電網(wǎng)長期工作在欠壓狀態(tài)下時，單純地降低復(fù)位電壓閥值會造成系統(tǒng)在正常工作條件下頻繁復(fù)位。此時可以監(jiān)控電源電壓，當(dāng)監(jiān)測到出現(xiàn)上述電壓波動時，監(jiān)控芯片向MSP430發(fā)送電壓異常信號，MSP430響應(yīng)該信號并中斷正在運行的程序進(jìn)入掉電保護(hù)子程序、設(shè)置復(fù)位狀態(tài)寄存器，避免下次上電時由于寄存器狀態(tài)錯誤而無法啟動POR復(fù)位。
MAX6342是具有內(nèi)部電源失效比較器的復(fù)位芯片，比較器將不穩(wěn)定的電壓送入調(diào)節(jié)器，并產(chǎn)生為處理器和監(jiān)控電路供電的電源，因為不穩(wěn)定的電壓會在調(diào)節(jié)器輸出電壓之前跌落，檢測到不穩(wěn)定或較低的電壓后產(chǎn)生電源失效信號(PFO)，MSP430在被復(fù)位之前進(jìn)入掉電處理程序。

3 總結(jié)
對于內(nèi)部復(fù)位機制不同(Brownout電路)的子系列MSP430單片機，面對不同的系統(tǒng)工作環(huán)境，通過提高復(fù)位門限、延長復(fù)位時間和監(jiān)控電壓源等方法設(shè)計復(fù)位電路，可以有效避免在實際應(yīng)用中遇到的偶發(fā)復(fù)位失效的問題，提高系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)實踐表明，上述方法能有效降低系統(tǒng)偶發(fā)復(fù)位失效現(xiàn)象的發(fā)生。