什么樣的MCU電路或者場(chǎng)合中用復(fù)位芯片

　　什么是MUC

　　微控制單元（Microcontroller Unit；MCU） ，又稱單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer ）或者單片機(jī)，是把中央處理器（Central Process Unit；CPU）的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存（memory）、計(jì)數(shù)器（TImer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器，至汽車(chē)電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制等，都可見(jiàn)到MCU的身影。

　　MCU的技術(shù)原理：

　　MCU同溫度傳感器之間通過(guò)I2C總線連接。I2C總線占用2條MCU輸入輸出口線，二者之間的通信完全依靠軟件完成。溫度傳感器的地址可以通過(guò)2根地址引腳設(shè)定，這使得一根I2C總線上可以同時(shí)連接8個(gè)這樣的傳感器。MCU需要訪問(wèn)傳感器時(shí)，先要發(fā)出一個(gè)8位的寄存器指針？然后再發(fā)出傳感器的地址，（7位地址，低位是WR信號(hào)）。傳感器中有3個(gè)寄存器可供MCU使用，8位寄存器指針就是用來(lái)確定MCU究竟要使用哪個(gè)寄存器的。主程序會(huì)不斷更新傳感器的配置寄存器，這會(huì)使傳感器工作于單步模式，每更新一次就會(huì)測(cè)量一次溫度。

　　要讀取傳感器測(cè)量值寄存器的內(nèi)容，MCU必須首先發(fā)送傳感器地址和寄存器指針。MCU發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，接著發(fā)出傳感器地址，然后將RD/WR管腳設(shè)為高電平，就可以讀取測(cè)量值寄存器。

　　MCU電路為什么要使用復(fù)位芯片

　　復(fù)位監(jiān)控器件，主要可以大大提高M(jìn)CU的復(fù)位性能，其原理是通過(guò)確定 的電壓值（閾值）啟動(dòng)復(fù)位操作，同時(shí)排除瞬間干擾的影響，又有防止MCU在電源啟動(dòng)和關(guān)閉期間的誤操作效，保證數(shù)據(jù)安全。

　　一般的人使用的阻容復(fù)位穩(wěn)定性極差，常常有按了復(fù)位沒(méi)反應(yīng)，要按一段時(shí)間才能復(fù)位的經(jīng)歷。而且如果使用上電復(fù)位時(shí)，容易產(chǎn)生復(fù)位不成功。電容的溫度性比較敏感，在特殊環(huán)境中，復(fù)位的電平寬度變化十分大，造成芯片不動(dòng)作，或者在強(qiáng)干擾下誤動(dòng)作。

　　所以要使用復(fù)位芯片來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，況且很多復(fù)位芯片帶有I2C的E2PROM，看門(mén)狗之類，價(jià)格也不高。大大節(jié)省了電路。

　　Catalyst半導(dǎo)體公司1985年成立，總部位于美國(guó)加州的桑尼維爾（Sunnyvale）。Catalyst半導(dǎo)體的質(zhì)量方針是為用戶提供高質(zhì)量、前沿的非易失性存儲(chǔ)器器件。它致力于模擬/混合信號(hào)可編程器件的開(kāi)發(fā)和銷售，Catalyst半導(dǎo)體主要應(yīng)用在LCD模塊、數(shù)碼相機(jī)、汽車(chē)照明、手機(jī)、飛機(jī)照明、DIMM模塊、機(jī)頂盒和無(wú)線局域網(wǎng)等產(chǎn)品和場(chǎng)所。

　　MCU電路和復(fù)位芯片設(shè)計(jì)

　　MCU都有一個(gè)最低工作電壓限制，當(dāng)電源電壓跌落到低于MCU所要求的最低值時(shí)，MCU工作可能發(fā)生混亂，造成程序跑飛，引起整機(jī)死機(jī)、誤動(dòng)作等現(xiàn)象。因此，我們必須在MCU電源電壓下降到其要求的最低工作電壓以前將MCU復(fù)位，當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)再消除復(fù)位信號(hào)，使MCU正常工作。

　　在電源上電或電源電壓跌落到某一程度時(shí)，復(fù)位芯片檢測(cè)到一個(gè)低于規(guī)定值的電壓，于是輸出端產(chǎn)生一個(gè)低電平復(fù)位信號(hào)，當(dāng)電壓升高至某一正常值后，復(fù)位芯片不再輸出低電平信號(hào)。

　　下面對(duì)上述兩款芯片的工作原理和應(yīng)用電路做詳細(xì)說(shuō)明：

　　一、MC34064?

　　內(nèi)部電路框圖

　　MC34064芯片內(nèi)部電路含有一個(gè)閾值電壓十分精確的施密特觸發(fā)器，抗干擾能力很強(qiáng)。

　　以上兩圖是輸入電壓VCC與RESET輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系，觸發(fā)器的閾值電壓分別是4.59V和4.61V。

　　應(yīng)用電路

　　系統(tǒng)一上電或系統(tǒng)電源電壓跌落到某一規(guī)定值時(shí)，復(fù)位芯片輸出一個(gè)低電平復(fù)位信號(hào)，使MCU在電源電壓低于某一規(guī)定值時(shí)處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)電源電壓達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，復(fù)位芯片輸出將變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，此時(shí)，電源通過(guò)R對(duì)C充電；當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)（各種MCU有些差異）MCU正常工作。

　　因?yàn)镸CU對(duì)復(fù)位信號(hào)的持續(xù)時(shí)間有要求，復(fù)位信號(hào)必須大于10μs才可使MCU復(fù)位，所以在34064的RESET輸出端接入一R、C延時(shí)電路，延時(shí)時(shí)間t計(jì)算方法為：

　　t=RC×ln［1/（1-Vth/Vin）］

　　式中Vth是MCU的復(fù)位信號(hào)電平值，一般為0～0.1V。我們公司通常取R為12KΩ，C為0.47μf，則：

　　t=12×103×0.47×10-6×ln［1/（1-0.1/5）］

　　≈100μs

　　RESET信號(hào)波形為：

　　二、 KIA7042?

　　內(nèi)部電路框圖

　　KIA7042是一個(gè)作用于電源通斷時(shí)提供精確復(fù)位信號(hào)的專用芯片，動(dòng)作電壓為4.2V。其應(yīng)用電路和產(chǎn)生的波形和34064相似，設(shè)計(jì)時(shí)可以參考34064的內(nèi)容。

　　三、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可將34064的復(fù)位電路作為優(yōu)選電路，選用型號(hào)為MC34064P-5，也可用MC34164P-5代用。

　　四、對(duì)于一些MCU如MC68HC05SR3，由于本身帶有低電壓復(fù)位功能因此不再需要另外的復(fù)位IC，只要外接R、C即可！R、C的大小可以根據(jù)有關(guān)芯片的資料來(lái)選取。應(yīng)用電路如下：