復(fù)位電路是一種用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備,它的操作原理與計(jì)算器有著異曲同工之妙,只是啟動(dòng)原理和手段有所不同。復(fù)位電路,就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。就像計(jì)算器的清零按鈕的作用一樣,以便回到原始狀態(tài),重新進(jìn)行計(jì)算。首先需要注意RST引腳上邊是否畫了一條橫線,如果畫了一條橫線,則是RST引腳接收到低電平復(fù)位,如果無橫線,則RST引腳接收到高電平復(fù)位。
復(fù)位電路的工作原理
在書本上有介紹,51單片機(jī)要復(fù)位只需要在第9引腳接個(gè)高電平持續(xù)2us就可以實(shí)現(xiàn),那這個(gè)過程是如何實(shí)現(xiàn)的呢?在單片機(jī)系統(tǒng)中,系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次,當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位,如果釋放后再按下,系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。
開機(jī)的時(shí)候?yàn)槭裁礊閺?fù)位?
在電路圖中,電容的的大小是10uf,電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式,可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍(單片機(jī)的電源是5V,所以充電到0.7倍即為3.5V),需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。也就是說在電腦啟動(dòng)的0.1S內(nèi),電容兩端的電壓時(shí)在0~3.5V增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少(串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓)。所以在0.1S內(nèi),RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào),而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開機(jī)0.1S內(nèi),單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位(RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右)。
按鍵按下的時(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)復(fù)位?
在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后,電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V,這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V,RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候,開關(guān)導(dǎo)通,這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路,電容被短路,所以在按鍵按下的這個(gè)過程中,電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移,電容的電壓在0.1S內(nèi),從5V釋放到變?yōu)榱?.5V,甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和,這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V,甚至更大,所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。
復(fù)位電路中電容的作用
電阻的作用不是限制電流的大小,而是控制復(fù)位時(shí)間。電容充電時(shí)間與RC的值成正比。復(fù)位電路中的電容只是在上電那一會(huì)兒起作用,充電瞬間電容有電流流過,所以RST端得到高電平,充電結(jié)束后沒有電流了,則RST端變?yōu)榈碗娖健>д耠娐吩趩纹瑱C(jī)內(nèi)部有相應(yīng)的電路,電路里一定會(huì)有電源的。讓復(fù)位端電平與電源電平變化不同步讓復(fù)位端電平的上升落后于電源電平的上升,在一小段時(shí)間內(nèi)造成這樣的局面:
1、電源達(dá)到正常工作電源;
2、復(fù)位電平低于低電平閾值(被當(dāng)作邏輯0);
這種狀態(tài)就是復(fù)位狀態(tài)。僅用一個(gè)電阻是不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩條的。復(fù)位,就是提供一個(gè)芯片要求的復(fù)位條件,一般是N個(gè)機(jī)器周期的固定電平。低電平復(fù)位就是芯片可正常工作后保持N個(gè)以上周期的低然后變高即可。高電平復(fù)位就是芯片可正常工作侯保持N個(gè)周期以上的高然后變低即可。
另一種解釋:
上電瞬間,由于電容兩端電壓不能突變,RST引腳電壓端為VR為VCC,隨著對(duì)電容的充電,RST引腳的電壓呈指數(shù)規(guī)律下降,到t1時(shí)刻,VR降為3.6V,隨著對(duì)電容充電的進(jìn)行,VR*后將接近0V。為了確保單片機(jī)復(fù)位,t1必須大于兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間,機(jī)器周期取決于單片機(jī)系統(tǒng)采用的晶振頻率,R不能取得太小,典型值8.2kΩ;t1與RC電路的時(shí)間常數(shù)有關(guān),由晶振頻率和R可以算出C的取值。
假設(shè)高電平復(fù)位有效,一充一放周期是1.386*RC,舍去充放過程中較低的電平,一般的單片機(jī)復(fù)位脈沖寬度取值:(0.7~1)RC反正都是大概的,電平保持時(shí)間越長越好,電容大點(diǎn)好。單位是:(R)*(C)=(歐姆)*(法拉)=秒
例如:R=470K,C=0.15UF則延時(shí)時(shí)間是(470*1000)*(0.15/1000000)=0.0705秒