高可靠性复位电路设计（电路设计与分析）_技术

为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分。复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75~5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。

微机电路在工作中受到干扰后，容易出现CPU程序“跑飞”而盲目运行甚至出现死机现象。此时复位信号有效，使微机系统重新恢复正常运行。这种监视CPU运行的电路称为WATCHDOG电路。

1 几种常见的复位电路

下面给出一些资料中介绍的复位电路。图1为一微分电路，当电源VCC上电时，因电容C两端电压不能突变，所以RES OUT在上电时会有一段时间为高电平，复位有效。持续一段时间后，复位撤除，微机开始工作。该电路的唯一优点是电路简单。但它有很多缺点：(1)当VCC电压不足4.75V时，RES OUT也可能已撤除，因为它没有VCC检测电路。(2)因是微分电路，容易引入高频干扰。(3)当CPU出现死机时，该电路不能引起复位，不具备WATCHDOG的功能。

图2是图1的改进型，使用时R11<12，C11>>C12。它克服了图1电路中的缺点(2)，但是仍然有缺点(1)和(3)。　

图3是一种可靠的复位电路，由四部分组成：

(1)或非门U1、U2与R1、R2、C3构成高低电平相间的矩形波振荡电路。当U3的输出端Q=H时，复位信号无效，当Q=L时，复位信号有效。复位信号有两个，是为了适应不同的CPU及接口芯片。

(2)VCC检测电路。U4与R3、R4、R5、Z1等构成VCC检测电路，只要VCC<4.75V，那么比较器同相端电压V2<2.5V，输出V7=L，U3的CLR=L，则Q=L，U5的输出由U5的13脚决定，因该脚是矩形波信号，故经取非后输出也是矩形波信号，此时复位信号有效。

(3)R8、C1构成延时电路。当VCC>4.75V时，在最初一段时间内，因C1电压不突变，故U3的CLR=L，复位信号有效。这段时间是为了保证微机系统的晶振稳定振荡后才允许CPU工作。

(4)U3、R9、C2与PULSE IN 构成CPU运行监视单元，即WATCHDOG电路。U3是一单稳态触发电路芯片，在电源正常后，引脚2、3为高电平，引脚1为输入信号PULSE IN。该信号由CPU提供，只要在时间T(T由R9、C2决定)内有负脉冲出现，则U3输出Q端一直为高电平。此时或非门U5的输出端一直为低电平，复位信号无效。若在时间T内没有负脉冲出现，则U3输出Q端为低电平，U5的输出由其引脚13决定，复位有效。在电源正常后CPU开始运行，程序中具有这样的功能：在时间T内使PULSE IN产生一个负脉冲，只要程序正常运行，就不会产生复位。一旦当CPU运行脱离正常流程，则没有负脉冲产生。在超过时间T后Q端变为低电平，复位信号有效，使CPU重新接预定程序运行。此电路虽然工作可靠，但电路比较复杂。

2 基于MAX706的单片UP监控电路

随着新器件的出现，电路的简化成为可能，而且性能稳定、功能齐全。目前，微机控制系统中越来越广泛地应用单片UP监控电路。如MAXIM公司的MAX706芯片，使用起来就很方便。

MAX706简化了图3的设计，减少了器件个数，所构成的电路性能更可靠。MAX706提供如下四种功能：

(1)上电、掉电以及降压情况下的复位输出。

(2)独立的看门狗输出。如果在1.6s内看门狗输入端未被触发，看门狗输出将变为低电平。

(3)1.25V门限检测器，用于电源故障报警、低电池检测或+5V以外的电源的监控。

(4)低电平有效的人工复位输出。

MAX706在电源电压低于4.40V的情况下产生复位脉冲，此器件有8脚的DIP和SO两种封装形式，管脚如图4。