單片機上電復(fù)位延時

1、80C51單片機的上電復(fù)位P（PmverOnReset）實質(zhì)上就是上電延時復(fù)位，也就是在上電延時期間把單片機鎖定在復(fù)位狀態(tài)上。為什么在每次單片機接通電源時，都需要加入一定的延遲時間呢？分析如下。1上電復(fù)位時序上電復(fù)位時序在單片機及其應(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)的時間一般為1～100ms

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

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

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

5、源比較單一，而且還沒有設(shè)計內(nèi)部上電復(fù)位的延時功能，因此必須借助于外接阻容支路來增加延時環(huán)節(jié)，如圖3（a）所示。其實，外接電阻R還是可以省略的，理由是一些CMOS單片機芯片內(nèi)部存在一個現(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)位延時電路還可以精簡為圖3（b）所示的簡化電路（其中電容C的容量也相應(yīng)減小了）

6、。在每次單片機斷電之后，須使延時電容C上的電荷立刻放掉，以便為隨后可能在很短的時間內(nèi)再次加電作好準備。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)上添加一個放電二極管D，上電復(fù)位延時電路就變成了如圖3（c）所示的改進電路。也就是說，只有RC支路的充電過程對電路是有用的，放電過程不僅無用，而且會帶來潛在的危害。于是附加一個放電二極管D來大力縮短放電持續(xù)時間，以便消除

7、隱患。二極管D只有在單片機斷電的瞬間（即VCC趨近于0V，可以看作VCC對地短路）正向?qū)?，平時一直處于反偏截止?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)位延遲時間不夠或者根本沒有延時過程，則單片機可能面臨以下2種危險，從而導(dǎo)致CPU開始執(zhí)行程序時沒有一個良好的初始化，甚至陷入錯亂狀態(tài)。①在時鐘振蕩器輸出的時鐘脈沖還沒有穩(wěn)定，甚至還沒有起振之前，就因釋放RST信號的鎖定狀態(tài)而放縱CPU開始執(zhí)行程序。這將會導(dǎo)致程