復(fù)位監(jiān)控知多少

　　本文旨面向初級工程師或是剛剛升遷的而又想掌握一些技術(shù)管理者們。

　　微處理器是一個復(fù)雜又單一的東西。它啟動的方式一成不變，嚴格、準確地重復(fù)地執(zhí)行著函數(shù)功能。我們可以當微處理器已經(jīng)穩(wěn)定進入啟動程序后，發(fā)送一個復(fù)位操作來讓微處理器執(zhí)行正確的程序指令。當復(fù)位信號結(jié)束，微處理器的部分寄存器(根據(jù)微處理器型號而不同)將會重新初始化為默認值。微處理器也會從一個固定的地址重新開始執(zhí)行。因此，設(shè)計一個復(fù)位方案對于避免系統(tǒng)鎖死、執(zhí)行程序出錯或者是非易失性flash讀寫錯誤導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰將是非常致關(guān)重要的。

　　其實，復(fù)位電路的設(shè)計也可以非常簡單，畢竟其功能比較單一：只需要當微處理器的上電時，保持復(fù)位狀態(tài)，而當電壓等條件滿足設(shè)計要求時，才結(jié)束保持復(fù)位狀態(tài)。但在設(shè)計過程中如何定義“復(fù)位”“結(jié)束復(fù)位”“特殊的工作時間”將是非常另人頭痛的事情，更頭痛的事情就是設(shè)計滿足所有條件的電路。

　　如此復(fù)雜的設(shè)計也便得不少廠商提供集成芯片來為工程師們解決這個頭痛問題。于是，一個新的專有名詞也就引入了“復(fù)位監(jiān)控”。從設(shè)計經(jīng)驗來看，建議工程師在大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)中使用“復(fù)位監(jiān)控”芯片。因為，分立元件建立復(fù)位監(jiān)控需要太多的經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗是許多許多工程師們所欠缺的。在筆者的嵌入式設(shè)計方案中，復(fù)位監(jiān)控芯片是必選項，完全忽略阻容復(fù)位、二極管、三極管等復(fù)位電路。雖然這些典型電路廣泛存在于設(shè)計說明書的示例里。

　　選擇“復(fù)位監(jiān)控”芯片后，并不是萬事大吉了。在選型時，還需要注意許多參數(shù)。復(fù)位時間，是首先要注意的參數(shù);復(fù)位電平是其次。掉電保護與搞干擾保護，復(fù)位閾值電壓，多電源支持等。其它的參數(shù)，例如，應(yīng)用溫度范圍、封裝、功耗也是非常重要的。當然，我們還要將精力放在考慮復(fù)位電路的特性中。

　　復(fù)位監(jiān)控芯片的特性中，首位是復(fù)位時間，其典型值從幾毫秒到長達幾秒。復(fù)位監(jiān)控芯片將會保持復(fù)位輸出狀態(tài)，直到所有的輸入條件均已經(jīng)達到預(yù)定的“工作環(huán)境”。選擇復(fù)位時有一個準則 ，即保持時間越長越好。保持上電及啟動的時間越長，對于系統(tǒng)來說將會越穩(wěn)定。如果你想縮短啟動時間，那么一定要保證系統(tǒng)所有重要、關(guān)鍵的功能都穩(wěn)定。千萬不要忘記供電穩(wěn)定時間，在微處理器中的鎖相環(huán)(PLL)穩(wěn)定的時間與其它芯片的進入穩(wěn)定的時間，最后不要忘記復(fù)位信號要一直保持到與微處理器相關(guān)的其它外圍芯片也一并進入穩(wěn)定狀態(tài)。

　　掉電保護功能是另一個重要而易被忽略的功能。有一些微處理器的寄存器會在電壓有一個小瞬間的下降時發(fā)生崩潰。一些外設(shè)也會丟失配置信息與運行狀態(tài)，而帶有掉電保護功能的復(fù)位芯片此時會強制微處理器進入設(shè)定的保護狀態(tài)并重啟微處理器。正是得利于此，對于未知的復(fù)位信號也可以用來采集異常條件的復(fù)位，用來做進一步深入研究。

　　復(fù)位電平的選擇必須匹配。在查看說明文檔時，一定要注意復(fù)位監(jiān)控芯片的復(fù)位信號的電平是否與微處理器的輸入電平匹配。要復(fù)位與上電的電平都匹配才可以，即復(fù)位信號的高電平，要高于微處理呂的最低復(fù)位電平的最高值;復(fù)位信號的低電平最高值電平低于最低工作電平。

　　而關(guān)鍵點就是在確定工作電壓上，有意思的是，這些說明細節(jié)都在說明書中找不到。不過，我們也大可不必擔心，一般復(fù)位電壓在CMOS電平下為1v，在TTL電平下為1.5v。對于那些超低壓工作的微處理器的復(fù)位芯片來說，要求復(fù)位電平會更低。因此，作為開發(fā)人員必須確定復(fù)位芯片的電平與系統(tǒng)要求的相符。

　　設(shè)計人員也需要計算整個與復(fù)位監(jiān)控芯片的負載情況，包括與之相連的其它芯片或邏輯門電路，而不是僅僅一個微處理器。每當添加負載后都需要重新計算，也必須確認我們前面談到的工作電壓。

　　還有其它可選的特性，可以用在眾多廠商的眾多產(chǎn)品里。如挑選性欲比最高的芯片。有些復(fù)位芯片本身集成了“看門狗”芯片，掉電失敗中斷，備用電池供電轉(zhuǎn)換與芯片使能門電路。許多 附帶功能都可以簡化我們的外圍電路設(shè)計，也會使我們系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

　　非常感謝大家堅持閱讀這么多，下圖就是一個以復(fù)位芯片Max809芯片的典型電路圖示例，供大家參考：