单片机 抗干扰 软件复位 看门狗

单片机复位电路的设计探讨

张军涛

（广东松山职业技术学院电气系，广东韶关５１２１２６）

摘要：单片机应用系统中的复位电路是否可靠工作对整个系统至关重要，本文对单片机系统常用的复位电路存在的一些问题进行分析，并提出解决方法。

关键词：单片机复位电路抗干扰

１、引言

目前，单片机教材中涉及的复位电路结构并不复杂，但一般是原理性的，难以满足系统的实际需要，极易受到噪声干扰。当复位端串人干扰时，可能会造成单片机的错误复位，进而引起ＣＰＵ内部的某些寄存器和接口电路错误复位。因此，在设计复位电路时，既要保证系统的可靠复位，又要考虑电路的抗干扰能力。

２、复位电路组成及参数选择

传统的复位方法有阻容上电复位、按键电平复位。如图１所示。它们实际上利用ＲＣ充放电原理实现的复位电路，复位操作的关键是要从外部给ＲＳＴ引脚提供一定时间长度的正脉冲，即先施加高电平，再变为低电平。理论上讲这个高电平至少应该持续二个机器周期，即充电时间常数要保证完成复位操作。若ＶＣＣ上升时间不超过１ｚ璐，振荡器建立时间不超过１０ｎｌｓ（振荡器起振时间和振荡频率有关，当振荡频率为１０Ｍ｝亿时，振荡器起振时

间为１ＩＩｌｓ，当振荡频率为１ＭＨＺ时，振荡器起振时间为１嘛），为使系统可靠复位，ＲｓＴ引脚上电复位时间应保持２‰以上高电

平，即在选择ＲＣ参数时，要保证时间参数Ｔ＿Ｒｃ大于２０姗。

３、复位电路性能和抗干扰分析３．１电路结构与抗干扰分析

对于图ｌ，阻容上电复位是由于接通电源的瞬间电容Ｃ的两端电压为零，产生充电电流降于电阻Ｒ，使ＲｓＴ引脚电位提高到接近ＶＣＣ，而随着电容充电，Ｒ两端的电压逐渐降到零，实现ＣＰＵ复位，此种方法简单，但若单片机系统在运行中突然掉电或电压跌落而又立即恢复，则由于电容Ｃ已经充满电压而不能重新充电，单片机就不能再次被复位而导致系统瘫痪。至于按键电平复位常与阻容上电复位结合应用，当后者失效时，按下按键后，ＲｓＴ引脚重新升高电平，然后松开，即可重新复位，但对于嵌入式系统，由人工保证及时复位几乎是不可能的。

ｖｃｃ

Ｃ

Ｖｃｃ

一一

ＲＳＴ

ｊＲ●

ＲＳＴ

ＲＳＴ８０５ｌ

一’６

Ｒ８０５ｌ

８０５ｌ

ｖＳｓ

Ｖｓｇ

ｃｂ）

图１

３．２复位电路抗干扰措施

对图ｌ所示电路进行改造，如图２所示。

电路中二极管Ｄ能在电源掉电时使电容Ｃ。迅速放电，待电源恢复正常时实现可靠复位。避免了由于电源瞬间掉电而电容Ｃｔ不能迅速放电而引起单片机不能可靠复位，导致程序运行失控，造成“跑飞”和“死循环”。Ｃ：可提高对电源中高频噪声的抑制。使用Ｄ触发器７４Ｌｓ７４可进一步提高抗干扰能力。

另外还可结合看门狗（ＷＡＴＣＨＤＯＧ）复位，进一步改进电

万　

方数据路，配合编程，可时刻监视ＣＰＵ对软件的执行情况，一旦系统受强干扰，使程序“跑飞”，立即重新复位。电路如图３。

将５５５接成一个多谐振荡器，周期为Ｔ０将７４ＬＳ９３接成十六进制计数器，当数到第８个脉冲时，Ｑｏ变成高电平，单片机用一个输出端口输出清零脉冲，计数器就永远计不到８，Ｑ。端保持低电平，经过微分电路Ｃ：，Ｒ３输出一个正脉冲，使ＣＰＵ复位。该电路中ＣＰＵ的复位信号有３个：上电复位（Ｃ－，Ｒｔ），人工复位（Ｋ＾，Ｒ’，Ｒ－）和ＷＡＴＣＨＤＯＧ复位（Ｃ２，Ｒ３）通过或门综合后加到ＲＳＴ

图２

端，Ｃ２，Ｒ３的时间常数不必太

大，有数百微秒即可，因为这是的ＣＰＵ的振荡器已经在工作，７４ＩＪＳ９３的清零信号为高电平，为防止ＣＰＵ掉入死循环前将Ｐ，，变为高电平而使ＷＡＴＣＨＤＯＧ失效，故在Ｐ。和计数器清零端之间加一微分隔离电路，ＣＰＵ在平时保持Ｐ。，为低电平，每隔一段时间（不超过８个Ｔｏ），从ＰＬ７输出一个正脉冲，经微分后使计数器清零，这个微分电路的时间常数可选择为微秒级。脉冲源５５５的震荡周期Ｔ０的大小可由系统软件的循环周期来确定。

清零操作可放在时钟中断里完成，这时，５５５的震荡周期Ｔ０必须大于１／８系统时钟中断周期，可取１／４￣１／２时钟中断周期。

如系统设有固定时钟中断，可将清零操作放在监控循环中执行。

如程序中有查询等待指令时特别要注意，如用查询：

ＷＡＩＴ：ＪＢＰ１１，ＷＡＩＴ这时，有可能外设要持续一段时间才能准备好，这段时间如果大于

图３

ＷＡＴＣＨＤＯＧ允许时间，系统将被复位。改为

Ｗ舭Ｔ：ＳＥＴＢＰｌ７；复位Ｗ．Ｔ．Ｄ

ＮＯＰＮＯＰＣＬＲＰ。７；允许Ｗ．Ｔ．Ｄ开始工作

ＮＯＰＮＯＰ

ＪＢＰｌｌ，ＷＡｊＴ；查询等待

４、结束语

在设计复位电路时，电路的结构及参数选择是致关重要的。一旦被疏忽，在较恶劣的环境中往往会因复位电路工作不可靠，造成系统工作失常。经实践证明图２、图３电路在实际应用中，能可靠工作。

（参考文献略）

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