復(fù)位電路在PIC單片機的原理與設(shè)計是什么？

在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)中單片機能夠工作穩(wěn)定可靠，復(fù)位電路是必不可少的環(huán)節(jié)。單片機復(fù)位電路設(shè)計可靠性直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。目前單片機廣泛應(yīng)用在機電、醫(yī)療、儀器儀表、工業(yè)自動化等多個方面。目前市場上比較流行的單片機是Intel公司的MCS51系列和MCS96系列單片機、Motorola公司的M6800系列單片機。無論使用何種單片機，復(fù)位電路的都是非常重要的，單片機復(fù)位電路的可靠性直接決定了整個單片機系統(tǒng)的可靠性。

單片機復(fù)位電路的作用是：使單片機恢復(fù)到起始狀態(tài)，讓單片機的程序從頭開始執(zhí)行，運行時鐘處于穩(wěn)定狀態(tài)、各種寄存器、端口處于初始化狀態(tài)等等。目的是讓單片機能夠穩(wěn)定、正確的從頭開始執(zhí)行程序。

數(shù)字電路中寄存器和 RAM 在上電之后默認的狀態(tài)和數(shù)據(jù)是不確定的，如果有復(fù)位，我們可以把寄存器復(fù)位到初始狀態(tài)，RAM 的數(shù)據(jù)可以通過復(fù)位來觸發(fā) RAM 初始化。程序邏輯如果進入了錯誤的狀態(tài)，通過復(fù)位可以把所有的邏輯狀態(tài)恢復(fù)到初始值，如果沒有復(fù)位，那么邏輯可能永遠運行在錯誤的狀態(tài)。

在單片機初始加電時，復(fù)位系統(tǒng)中首先投入工作、發(fā)揮作用的是VDD上升沿檢測電路。在加電過程中，由于電源回路中的濾波電容的存在，單片機的電源電壓VDD的值是逐漸上升的。當VDD上升到-定值(一般為1.6～1.8V)時，會產(chǎn)生一個很窄的復(fù)位脈沖(正脈沖)。該復(fù)位脈沖一方面將復(fù)位鎖存器的一端設(shè)置為低電平，另一方面利用本身的下降沿啟動定時器PWRT開始工作，進行72ms的延時。該延時時間一到，便啟動定時器OST開始工作，再進行1024TOSC的延時。與內(nèi)部上電延時復(fù)位功能相關(guān)的硬件等效電路。上電延時復(fù)位的延時時間的長短與振蕩器的振蕩方式、定時器OST是否關(guān)閉等因素有關(guān)

利用掉電復(fù)位(bor，brown-out reset)，可以為單片機提供電源跌落的預(yù)警信號。一旦發(fā)現(xiàn)vdd下降到某一個門檻值時，就使單片機及時復(fù)位以免系統(tǒng)失控。這個復(fù)位狀態(tài)一直保持到vdd重新上升到門檻值以上之后。　　在pic單片機中，把實現(xiàn)該功能的電路稱作掉電鎖定復(fù)位電路。與掉電鎖定復(fù)位有關(guān)的硬件電路如圖2所示，由圖可以看出，內(nèi)部bor功能是啟用還是禁止，可以通過系統(tǒng)配置字的boden位來設(shè)定。　　圖2 掉電鎖定復(fù)位硬件電路　　當vdd降低到一個特定電壓值bvdd以下時，鎖定復(fù)位電路將單片機推入并且鎖定在復(fù)位狀態(tài)上;當vdd回升到bvdd電壓值以上時，定時器pwrt被啟動，開始延時72ms，然后才脫離復(fù)位狀態(tài)而進入程序運行狀態(tài)?！　〉綦姀?fù)位期間，不會改變各寄存器的值(電源控制寄存器pcon中的掉電鎖定復(fù)位標志位bor被清0除外)，原因是這種復(fù)位的目的是使系統(tǒng)在電源恢復(fù)正常之后能夠繼續(xù)運行，因此，應(yīng)該使各個寄存器的內(nèi)容維持原狀。

單片機復(fù)位電路的基本功能是在單片機上電工作時為單片機復(fù)位管腳提供一定延時周期的復(fù)位信號，為保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定，延時周期應(yīng)保證系統(tǒng)電源穩(wěn)定后再持續(xù)幾個狀態(tài)周期目前的復(fù)位電路分為兩種類性：低電平復(fù)位和高電平復(fù)位。低電平復(fù)位就是在單片機上電后，復(fù)位電路輸出低電平信號，當電源及系統(tǒng)穩(wěn)定后，復(fù)位電路輸出高電平信號，復(fù)位結(jié)束;高電平復(fù)位和低電平復(fù)位原理相同，不同之處在于初始態(tài)為高電平。

查看單片機數(shù)據(jù)手冊，得知復(fù)位時間最少是多少個周期，再計算當前時鐘頻率一個周期是多少時 間，再乘以復(fù)位所需周期數(shù)(適當增加周期的數(shù)量，可使復(fù)位可靠)就知道當前時鐘頻率所需復(fù)位 時間，用RC充電公式計算所需電阻電容值即可。注意單片機數(shù)據(jù)手冊復(fù)位腳的高低電平電壓值，RC 充電時間要計算復(fù)位腳的高低電平區(qū)間電壓，上電復(fù)位芯片的好壞就是看它在電壓低于復(fù)位門限電 壓時能否輸出復(fù)位信號，并且在電壓達到正常值以后維持復(fù)位信號一個短暫時間(一般是幾百毫 秒)。 振蕩源的穩(wěn)定性，主要由起振時間 頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定 起振時間可由電路參數(shù)整定穩(wěn)定度受振蕩器類型 溫度和電壓等參數(shù)影響復(fù)位電路的可靠性。復(fù)位電路的好壞，直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)芯片的性能選擇合適的復(fù)位電路非常重要，穩(wěn)定、 可靠的復(fù)位電路設(shè)計是設(shè)計一個優(yōu)秀單片機控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。