在微處理器系統(tǒng)中,為保證微處理器系統(tǒng)穩(wěn)定而可靠地運行,需給微處理器系統(tǒng)提供電源監(jiān)控電路。哈爾濱圣邦微電子的SGM803就是此種芯片。
它可在微處理器上電,掉電及電壓低于供電電壓一定值時,產(chǎn)生一個不低于140ms的復位低電平輸出,確保微處理器運行在可知的狀態(tài),避免錯誤代碼的執(zhí)行。該芯片采用SOT-23封裝,比采用分立元件或通用芯片構(gòu)成的電路相比,大大減小了系統(tǒng)電路的復雜性和元器件的數(shù)量,顯著提高了系統(tǒng)的可靠性和精確度。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能
SGM803芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,該電路包含電壓比較器、低功耗電壓基準源、分壓器、輸出延時電路和輸出驅(qū)動電路。
參數(shù)和時序圖
圖1 SGM803內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖2 復位時序
1復位閾值電壓
復位閾值電壓VTH是SGM803最重要的一個參數(shù)。電源電壓降到復位閾值電源電壓時,芯片復位端給出復位信號,輸出低電平,使被監(jiān)控系統(tǒng)在供電電壓降低時及時復位,起到了有效的監(jiān)控作用。
2 復位時序
當電源電壓下降到低于閾值電壓時,SGM803的復位信號為低電平,并且在電源電壓上升到大于閾值后的至少140ms內(nèi),復位信號的低電平狀態(tài)仍保持有效。
如圖2所示,在復位電平由低變高時有一個復位延時約為140ms,此延時可保證供電電壓恢復到了閾值以上時,能使被控系統(tǒng)正常工作。
3 VCC瞬態(tài)響應
SGM803可保護微控制器,防止其掉電出錯,對電源電壓的短時間突降有過濾功能,即電源電壓在很短時間內(nèi)低于復位閾值也不會產(chǎn)生復位信號。不過,隨著電源電壓突降的幅度增加(變得比復位閾值更低),不產(chǎn)生有效復位信號的脈沖寬度將減小。通常情況下,當電源電壓比復位閾值低100mV的時間小于10μs時,將不會產(chǎn)生有效的復位輸出。圖3所示為不會產(chǎn)生復位的VCC瞬變的最大脈寬。隨著VCC瞬變的幅值較閾值越來越?。╒TH-VCC的值不斷增加),最大脈寬也不斷減少。為了更好地使用SGM803,在盡可能地靠近VCC和GND引腳處連接1個0.1μF的陶瓷旁路電容,以便提供更精確的復位門檻電壓和提高系統(tǒng)電壓監(jiān)控電路的抗干擾能力。
圖3 不會產(chǎn)生復位的VCC瞬變的最大脈寬應用電路
由于SGM803是開漏極輸出,所以在使用的時候,在電源VCC和復位端加一上拉電阻,電阻的大小一般為100kΩ。復位端也可以單獨通過上拉電阻接電源,而不和VCC連在一起,此電源的電壓可為0~5.5V之間的任意值,所以會有一個復位電流流向VCC的電流(Leakage Current),SGM803的漏電流很小,最大只有1μA。
為了確保SGM803的復位管腳在VCC低于1.0V時的狀態(tài)可知,建議在復位管腳和GND之間連接一個100kΩ左右的下拉電阻(見圖4)。
圖4 VCC低于1.0V時的有效復位
因為SGM803提供漏極開路復位輸出,所以SGM803可與μP/μC的雙向復位管腳相連,通過在SGM803的復位輸出和μP/μC的雙向復位管腳之間串聯(lián)一個4.7kΩ的電阻來實現(xiàn)。如MC68HC05系列微控制器,其復位引腳是一個雙向端口,在它的復位引腳上施加一個足夠?qū)挼牡碗娖矫}沖電壓,即可使MC68HC05復位。當MC68HC05復位后,它同時又可通過軟件控制該端口變成低電平,以便使系統(tǒng)中的其他外部設備復位,具體電路如圖5所示。
圖5 雙向復位管腳的連接
圖6 多電源系統(tǒng)
一般應用中,通常將SGM803的漏極開路輸出上拉到被監(jiān)測的電源電壓,即SGM803的電源端VCC。在某些應用中,也需要將SGM803的漏極開路輸出上拉到另外一路電源上,以實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的目的,如圖6所示。需要注意的是,SGM803的漏極開路輸出在電源電壓低于1.15V時不再下拉電流。另外,因為上拉電流的存在,隨著電源電壓的降低,SGM803的復位輸出端電壓將升高,這一現(xiàn)象是由被監(jiān)測的電壓,上拉電阻值以及上拉電阻所連接的電壓所共同決定的。