復(fù)位電路中電容的作用

設(shè)計(jì)電路時(shí)，不記得單片機(jī)復(fù)位電路原理了，所以今天特別寫(xiě)了這篇文章，可以以前對(duì)電路理解不深和忘記的原因，所以特寫(xiě)這篇文章，希望以后不再忘記。

1、單片機(jī)復(fù)位：分為上電復(fù)位和按鍵復(fù)位，即是連續(xù)兩個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位

2、單片復(fù)位,其實(shí)就是工作原理就是對(duì)電容的充放電過(guò)程

3、以前理解單片機(jī)低電平復(fù)位是錯(cuò)的，低電平，單片機(jī)正常工作，高電平，單片機(jī)復(fù)位。

上電/按鍵復(fù)位電路圖

解答：

開(kāi)機(jī)時(shí)，電容器是空的，上電后就對(duì)電容充電。

充電電流，在電阻上形成正電壓，使得RST為高電平，單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)。

充電電流逐漸減弱，電阻上電壓逐漸接近于0，RST降為低電平，單片機(jī)即開(kāi)始正常工作。

手動(dòng)按下SW，對(duì)電容放電，電容器里面又空了。

手松開(kāi)后，電源又對(duì)電容充電，再次出現(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)的現(xiàn)象。 追問(wèn)：嗯，是的。我又仔細(xì)琢磨琢磨，終于想通了，就是您所說(shuō)的這樣。但是在這個(gè)理解的基礎(chǔ)上我又有了新的問(wèn)題：(1)RST端電位從0V上升到幾伏時(shí)才算達(dá)到高電平使RST=1?(2)我們知道，晶振周期為12MHZ時(shí)，其機(jī)器周期為1μs，而RST端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就算完成復(fù)位，也就是說(shuō)保持時(shí)間要≥2μs。我的困惑是電容充電或放電時(shí)間是如何算的，按所給數(shù)據(jù)就正好能夠≥2μs嗎?

復(fù)位電路是一種能夠使芯片或微控制器在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)重新啟動(dòng)的電路。它通過(guò)將系統(tǒng)復(fù)位到特定的初始狀態(tài)，以保證后續(xù)操作的正確性和可靠性。而復(fù)位電路的電容則是決定該電路復(fù)位時(shí)間長(zhǎng)短的重要參數(shù)。

1.復(fù)位電路的電容是什么電容

復(fù)位電路的電容通常指的是集成電路(IC)上的復(fù)位電容，它常見(jiàn)于微控制器(MCU)等數(shù)字電路中。這個(gè)電容通常被稱(chēng)為電源電容或Vcc電容，它被連接到微控制器的電源引腳和地引腳之間，以提供微控制器需要的穩(wěn)定電壓。此外，由于電容具有高斯反應(yīng)的特性，在電源波動(dòng)或噪聲干擾時(shí)可以起到濾波作用，進(jìn)一步穩(wěn)定系統(tǒng)的電源。

2.復(fù)位電路的電容有什么用

復(fù)位電路的電容主要在以下兩個(gè)方面發(fā)揮作用：

提供穩(wěn)定電源：當(dāng)MCU啟動(dòng)時(shí)，它需要一個(gè)干凈、穩(wěn)定的電源來(lái)確保正常操作。復(fù)位電路的電容能夠緩解電源波動(dòng)和干擾對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響。

控制復(fù)位時(shí)間：復(fù)位電路的電容還可以通過(guò)其充電和放電過(guò)程來(lái)控制系統(tǒng)的復(fù)位時(shí)間。具體而言，當(dāng)MCU從電源開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，電容會(huì)通過(guò)內(nèi)部充放電電路逐漸充電至一定電壓，然后觸發(fā)復(fù)位信號(hào)，從而使系統(tǒng)開(kāi)始重新啟動(dòng)。因此，不同大小的電容值可以控制復(fù)位電路的復(fù)位時(shí)間，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間的需求。

復(fù)位電路是一種用來(lái)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(huà)了一條橫線，如果畫(huà)了一條橫線，則是RST引腳接收到低電平復(fù)位，如果無(wú)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(shū)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(guò)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(guò)按鍵的斷開(kāi)和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。

開(kāi)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(shuō)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(kāi)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(kāi)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(guò)程中，電容開(kāi)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R C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(guò)，所以RST端得到高電平，充電結(jié)束后沒(méi)有電流了，則RST端變?yōu)榈碗娖健? 晶振電路在單片機(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?zhuān)?

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最后將接近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(guò)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(zhǎng)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。