保持產(chǎn)品正常工作—微處理器監(jiān)控器以小封裝提供大保險(xiǎn)

討論μP監(jiān)控器復(fù)位電路在基于微處理器的系統(tǒng)中的價(jià)值。解釋與監(jiān)控電路相關(guān)的術(shù)語(yǔ)以及如何實(shí)現(xiàn)這些術(shù)語(yǔ)。討論的主題包括上電復(fù)位（POR）、掉電條件和低功耗故障。討論的特性包括欠壓/過(guò)壓檢測(cè)、手動(dòng)復(fù)位輸入、電源故障比較器和看門狗定時(shí)器。

還探討了具有芯片使能門控功能的電池備份電路。此外，本文檔還討論了多電壓系統(tǒng)等未來(lái)需求。

世界給微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了各種各樣的問(wèn)題。電源以錯(cuò)誤的順序啟動(dòng)，上升速度太慢，穩(wěn)定速度太慢。電源電壓會(huì)因外部元件負(fù)載而上下毛刺，或者隨著總線電壓波動(dòng)或系統(tǒng)電池開(kāi)始失效而漂移進(jìn)出容差。外圍組件和主板無(wú)法通電，也無(wú)法與處理器的需求同步通信。盡管進(jìn)行了冗長(zhǎng)的引入前軟件分析，但錯(cuò)誤還是潛入系統(tǒng)代碼并被運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員盡其所能在固定成本預(yù)算內(nèi)最大限度地減少這些事件，但細(xì)心的工程師希望他們的系統(tǒng)即使在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也能安全運(yùn)行。他們希望確?；谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)每次都能正常啟動(dòng);它檢測(cè)到系統(tǒng)錯(cuò)誤何時(shí)發(fā)生或即將發(fā)生;它最大限度地減少了這些錯(cuò)誤的影響;并且它從錯(cuò)誤中安全返回，很少或沒(méi)有用戶干預(yù)。

現(xiàn)代微處理器-監(jiān)控電路是監(jiān)控和維護(hù)此類系統(tǒng)活動(dòng)的低成本和有效方法。應(yīng)用過(guò)去幾年開(kāi)發(fā)的技術(shù)，今天的主管提供微處理器系統(tǒng)所需的保險(xiǎn)。它們具有低功耗、低成本和廣泛的集成功能，采用非常小的封裝。

上電復(fù)位

微處理器系統(tǒng)的第一個(gè)也是最常用的保護(hù)措施是上電復(fù)位（POR）功能。幾乎每臺(tái)計(jì)算機(jī)和嵌入式處理器都包含一種在首次通電時(shí)以正確配置冷啟動(dòng)系統(tǒng)的方法。大多數(shù)處理器數(shù)據(jù)手冊(cè)都提供了最短復(fù)位周期，在此期間，器件應(yīng)保持不工作狀態(tài)，直到本地電源穩(wěn)定指定的時(shí)間間隔（典型值為 200ms）。如果處理器太快退出復(fù)位，則不能保證正常運(yùn)行。在此復(fù)位間隔期間，允許處理器的時(shí)鐘穩(wěn)定，內(nèi)部寄存器有時(shí)間正確加載。大多數(shù)處理器數(shù)據(jù)手冊(cè)都規(guī)定了最短復(fù)位時(shí)間，但它們幾乎沒(méi)有提供實(shí)現(xiàn)此延遲的指南。

一種價(jià)格低廉但有風(fēng)險(xiǎn)的常用方法是在微處理器的復(fù)位輸入引腳上使用電阻電容（RC）低通濾波器延遲復(fù)位信號(hào)（圖1）。您可以選擇組件值，以根據(jù)緩慢的指數(shù)RC上升時(shí)間提供廣泛的復(fù)位延遲。當(dāng)電容器從地充電至 V 時(shí)抄送，電壓超過(guò)微處理器識(shí)別為有效（高）輸入電壓（VIH).此操作使處理器脫離重置，并且它應(yīng)該（理想情況下）開(kāi)始正常運(yùn)行。不幸的是，這種方法有幾個(gè)缺點(diǎn)。

圖1.電阻-電容復(fù)位延遲電路

第一個(gè)上電問(wèn)題出現(xiàn)在電源電壓相對(duì)于處理器的復(fù)位時(shí)間段緩慢上升時(shí)。電容電壓緊隨V抄送用于低壓擺率。因此，處理器的復(fù)位輸入電壓可以達(dá)到有效的VIHV之前的級(jí)別抄送到達(dá)為設(shè)備指定的容差范圍內(nèi)。例如，對(duì)于容差為±3%的3.10V電源，復(fù)位在V之前不應(yīng)取消置位抄送> 2.97V.但是，該系統(tǒng)可以達(dá)到最小VIH2.31V 電平（大多數(shù)處理器為 0.7Vcc），早在電源準(zhǔn)備好用于處理器運(yùn)行之前。也就是說(shuō)，當(dāng)電源仍比其標(biāo)稱工作電平低 20% 或更多時(shí)，處理器可以從復(fù)位中釋放。

RC電路的第二個(gè)缺點(diǎn)是大多數(shù)處理器需要較長(zhǎng)的復(fù)位延遲間隔（典型值為200ms），這迫使處理器復(fù)位輸入端的壓擺率較低。復(fù)位邏輯輸入通常設(shè)計(jì)用于識(shí)別從V快速轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)伊利諾伊州到 VIH.濾波至慢μV/μs壓擺率的延遲復(fù)位電壓不會(huì)為處理器的數(shù)字輸入提供足夠的過(guò)驅(qū)，這種情況會(huì)導(dǎo)致復(fù)位亞穩(wěn)態(tài)。RC濾波器和處理器輸入之間的施密特觸發(fā)器可以提高表觀壓擺率，但它本身也會(huì)引起上電問(wèn)題（除了額外的成本和元件面積）。

掉電和毛刺檢測(cè)

掉電檢測(cè)是第二常見(jiàn)的復(fù)位要求，與POR密切相關(guān)，突出了低成本RC延遲電路的第三個(gè)問(wèn)題。假設(shè)RC延遲為處理器在釋放復(fù)位之前正確初始化提供了一個(gè)合理的間隔，那么如果電源電壓在任何重要的時(shí)間間隔內(nèi)毛刺或下降低于其工作容差，系統(tǒng)將面臨風(fēng)險(xiǎn)。

由于選擇RC電路是為了在復(fù)位信號(hào)上產(chǎn)生較長(zhǎng)的上升時(shí)間延遲，因此它會(huì)在濾波后的復(fù)位信號(hào)降至V之前濾除相對(duì)較快的欠壓毛刺伊利諾伊州.快速的負(fù)毛刺（相對(duì)于復(fù)位延遲時(shí)間）會(huì)對(duì)處理器的內(nèi)部寄存器造成嚴(yán)重破壞，迫使其執(zhí)行錯(cuò)誤的指令、處理不正確的數(shù)據(jù)或發(fā)出危險(xiǎn)的系統(tǒng)信號(hào)。一個(gè)可以長(zhǎng)期維持的供應(yīng)下降，可以帶來(lái) V抄送低于處理器的工作容差，同時(shí)保持復(fù)位電壓高于其復(fù)位開(kāi)關(guān)閾值。

改進(jìn)但仍然有風(fēng)險(xiǎn)的解決方案在RC電路中增加了一個(gè)二極管，從而為大的負(fù)向V創(chuàng)建快速濾波器響應(yīng)抄送信號(hào)（圖2）。作為 V抄送降至充電電容電壓以下時(shí)，二極管導(dǎo)通并向下拉復(fù)位信號(hào)。這種方法對(duì)于 V 的硬降是令人滿意的抄送，但較小的壓降（掉電）可能無(wú)法打開(kāi)二極管。例如，對(duì)于2.5V處理器，在二極管開(kāi)始對(duì)電容電壓放電之前，電源必須下降20%以上。如果毛刺或壓降大于處理器容差，但小于二極管的正向?qū)妷?，則即使電源恢復(fù)到其全部V，處理器的內(nèi)部寄存器也可能損壞。抄送不觸發(fā)處理器重置的規(guī)范。

圖2.改進(jìn)的RC延遲電路。

集成復(fù)位發(fā)生器

與RC延遲電路相關(guān)的問(wèn)題可通過(guò)IC復(fù)位發(fā)生器（如SOT23 MAX6332×MAX6334和SC70 MAX809/MAX810/MAX803）輕松解決。通過(guò)將精確的電壓監(jiān)視器與精確的定時(shí)電路集成在一起，這些現(xiàn)代復(fù)位發(fā)生器可檢測(cè)電源電壓何時(shí)在處理器的容差范圍內(nèi)，并提供有保證的復(fù)位延遲。

典型的復(fù)位器件（圖3）包含一個(gè)基準(zhǔn)電壓源、一個(gè)電壓比較器、一個(gè)電源電壓分壓器網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)固定延遲時(shí)間電路和一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器級(jí)。電阻網(wǎng)絡(luò)可在工廠針對(duì)寬范圍的電源電壓容差進(jìn)行調(diào)整，允許用戶為每個(gè)處理器應(yīng)用選擇特定的復(fù)位閾值。復(fù)位發(fā)生器的精確電壓檢測(cè)器與其邏輯輸出級(jí)無(wú)關(guān)，不依賴于處理器的高電平和低邏輯輸入電平來(lái)確定電源何時(shí)在其允許的工作容差范圍內(nèi)。

圖3.集成復(fù)位電路。

對(duì)于POR，內(nèi)部電壓比較器僅在電源電壓超過(guò)所選閾值足夠長(zhǎng)時(shí)間時(shí)打開(kāi)延遲電路。延遲發(fā)生器提供處理器兼容的復(fù)位時(shí)間范圍為 1ms 至 1s，使輸出級(jí)保持復(fù)位狀態(tài)，直到最小指定周期到期。然后，發(fā)生器輸出（提供多個(gè)邏輯選項(xiàng)）被取消置位，以快速驅(qū)動(dòng)處理器從復(fù)位狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

大多數(shù)復(fù)位發(fā)生器中的電壓比較器還可以檢測(cè)電源電壓何時(shí)降至處理器容差以下。如果它下降到所選閾值以下足夠長(zhǎng)的時(shí)間，復(fù)位輸出會(huì)快速置位其活動(dòng)驅(qū)動(dòng)器邏輯，以掛起并重新初始化所有處理器活動(dòng)。復(fù)位可以隨時(shí)激活：電源的鋸齒狀啟動(dòng)，大V抄送系統(tǒng)出現(xiàn)故障、掉電或關(guān)機(jī)。

重置閾值

寬范圍 V抄送復(fù)位閾值在當(dāng)今的行業(yè)中可用。許多供應(yīng)商為標(biāo)稱電源電壓 5、3.3、2.5、1.8 和 1.2V 提供標(biāo)準(zhǔn)復(fù)位選項(xiàng)?？蛻艨梢赃x擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的固定復(fù)位門限，以匹配給定的標(biāo)稱處理器電源電壓及其最小容差。或者選擇可調(diào)復(fù)位門限，以監(jiān)視低至0.5V的更寬電壓范圍（MAX16052/MAX16053）。復(fù)位容差通常在-5%和-10%的處理器兼容選項(xiàng)中提供。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)固定復(fù)位電壓，一些供應(yīng)商在寬V電壓上提供100mV擊穿抄送范圍為 1.2V 至 5V。這種靈活的范圍允許用戶針對(duì)元件容差和電源電壓的特定組合優(yōu)化閾值。

更嚴(yán)格的復(fù)位門限精度通常有助于支持更寬松、成本更低的電源規(guī)格。例如，保證其5V±10%處理器工作的系統(tǒng)需要在電源降至4.5V之前初始化復(fù)位。如果監(jiān)控設(shè)備的精度為 ±2.5%，則在整個(gè)溫度范圍內(nèi)相對(duì)于標(biāo)稱 V 保證抄送，典型復(fù)位門限為4.625V，最大復(fù)位門限為4.75V。由于監(jiān)控器的精度規(guī)格為 ±2.5%，處理器可以重置為任何 V抄送低于4.75V，保證在V之前復(fù)位抄送降至4.5V以下。

為了支持監(jiān)控器精度開(kāi)銷并避免出現(xiàn)未知復(fù)位條件的區(qū)域，應(yīng)將最終電源指定為更嚴(yán)格的最小限值 （4.75V）。由此產(chǎn)生的 5V、-5%/+10% V抄送規(guī)格可能會(huì)大大增加電源成本。因此，更精確的±1%或±1.5%的監(jiān)控器雖然比±2.5%的設(shè)備更昂貴，但實(shí)際上可以降低系統(tǒng)成本。

現(xiàn)代復(fù)位發(fā)生器的一個(gè)重要功能是最大限度地減少令人討厭的復(fù)位：當(dāng)短時(shí)間的小幅度尖峰將電源電壓壓低到其允許的最小水平以下時(shí)，就會(huì)發(fā)生不希望的系統(tǒng)重新啟動(dòng)。為了確定是否需要系統(tǒng)復(fù)位，電壓檢測(cè)器集成了毛刺持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。最大電源瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間與過(guò)驅(qū)的關(guān)系圖可以說(shuō)明復(fù)位發(fā)生器如何響應(yīng)系統(tǒng)電源中的噪聲（圖 4）。

圖4.最大瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間與過(guò)載。

欠壓/過(guò)壓檢測(cè)電路

必須監(jiān)視某些電源的欠壓和過(guò)壓情況。在許多系統(tǒng)中，過(guò)壓監(jiān)控已成為必要的，以防止損壞昂貴的處理器和ASIC。監(jiān)控過(guò)壓和欠壓條件的窗口檢測(cè)器可以用兩個(gè)電壓檢測(cè)器和一個(gè)基準(zhǔn)電壓源構(gòu)成?；蛘?，也可以使用專用的窗口檢測(cè)器IC，例如MAX6754系列（圖5）。

圖5.窗戶檢測(cè)電路。

手動(dòng)復(fù)位

用于手動(dòng)（按鈕）復(fù)位的輸入是簡(jiǎn)單復(fù)位生成器的有用補(bǔ)充。手動(dòng)復(fù)位允許用戶或外部系統(tǒng)組件在電源電壓保持在容差范圍內(nèi)時(shí)觸發(fā)微處理器復(fù)位。如果處理器由于某種未知原因鎖定，手動(dòng)重置可讓您在不關(guān)閉系統(tǒng)電源的情況下重新啟動(dòng)。此功能對(duì)于從不關(guān)閉控制處理器電源的產(chǎn)品尤其重要，即使在“關(guān)閉”模式下也是如此。它對(duì)于調(diào)試和最終系統(tǒng)測(cè)試也很有用。在所有情況下，手動(dòng)復(fù)位都可以保證處理器在復(fù)位期間收到必要的超時(shí)期限。

手動(dòng)復(fù)位通常由低成本按鈕開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，MAX6335–MAX6337系列等復(fù)位器件通常包括輸入去抖動(dòng)電路，以屏蔽接地開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合引發(fā)的振鈴效應(yīng)。由于開(kāi)關(guān)可以遠(yuǎn)離處理器（通常位于背板上或隱藏在電池或電源倉(cāng)中），因此最好的手動(dòng)復(fù)位電路通過(guò)抑制短（典型值為100ns）噪聲引起的脈沖來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)電路板運(yùn)行。為了保證有效的復(fù)位輸入（典型值為1μs），它們還需要一個(gè)最小輸入脈沖寬度。手動(dòng)復(fù)位可以作為監(jiān)控器的獨(dú)立輸入實(shí)現(xiàn)，也可以作為雙功能引腳實(shí)現(xiàn)，既用作復(fù)位輸出，又用作手動(dòng)復(fù)位輸入。

一些微處理器現(xiàn)在將上電復(fù)位電路與其電源管理功能集成在一起。雖然這些嵌入式復(fù)位電路通常優(yōu)于RC延遲方法，但μP IC工藝針對(duì)高速或低功耗數(shù)字性能進(jìn)行了優(yōu)化，而不是精確可靠的模擬測(cè)量和定時(shí)。因此，內(nèi)部復(fù)位可以在正常工作條件下提供合理的上電時(shí)序，但它們很難處理可能導(dǎo)致處理器錯(cuò)誤的電源瞬變和掉電。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健運(yùn)行，大多數(shù)處理器提供額外的復(fù)位輸入，可由外部專用復(fù)位監(jiān)控器驅(qū)動(dòng)。

電源故障和低電量指示燈

許多系統(tǒng)即使電源完全斷電且微處理器發(fā)生故障，也無(wú)法承受數(shù)據(jù)丟失。電源電壓損失導(dǎo)致的硬復(fù)位會(huì)導(dǎo)致處理器轉(zhuǎn)儲(chǔ)其內(nèi)部寄存器中保存的任何信息。系統(tǒng)可以通過(guò)將數(shù)據(jù)連續(xù)保存在非易失性存儲(chǔ)器中來(lái)最大程度地減少這種潛在的數(shù)據(jù)丟失，但這種方法會(huì)降低處理器效率，并強(qiáng)調(diào)閃存或EEPROM存儲(chǔ)器的寫(xiě)入耐久性。

由SOT23封裝的MAX6342–MAX6345監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)方法采用電源故障或電池電量不足指示器，使處理器能夠預(yù)測(cè)電源電壓損失。通過(guò)預(yù)先警告，處理器可以在系統(tǒng)啟動(dòng)復(fù)位之前將信息存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中（圖 6）。

圖6.電源故障/電池電量不足指示燈。

典型系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)自主電源或電池的電壓為處理器供電。該處理器電源電壓由標(biāo)準(zhǔn)上電/掉電復(fù)位監(jiān)控，但獨(dú)立的低壓指示器也監(jiān)視主電源。該指示器的閾值設(shè)置為高于穩(wěn)壓壓差，其輸出驅(qū)動(dòng)不可屏蔽中斷（NMI）。此 NMI 指示處理器開(kāi)始將數(shù)據(jù)保存到非易失性存儲(chǔ)器中。如果實(shí)施得當(dāng)，低壓指示器將提供足夠的時(shí)間在穩(wěn)壓電壓降至處理器的最低工作規(guī)格以下之前存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)。

備用電池和芯片使能門控

當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有時(shí)間將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒且资源鎯?chǔ)器時(shí)，備用電池是一個(gè)有吸引力的替代方案。為了適應(yīng)雙電源供電，SOT23 MAX6361/MAX6363/MAX6364等器件為初級(jí)V提供一條輸入抄送一個(gè)用于板載電池（圖 7）。

圖7.備用電池。

當(dāng)電源電平足以維持易失性RAM活動(dòng)時(shí)，內(nèi)部開(kāi)關(guān)將監(jiān)控器的電壓輸出連接到V抄送.當(dāng) V抄送低于指定閾值時(shí)，管理引擎通過(guò)向微處理器發(fā)出復(fù)位來(lái)禁用進(jìn)一步的內(nèi)存寫(xiě)入。如果 V抄送下降太低以保持 RAM 內(nèi)容，管理引擎從 V 切換 RAM 電源抄送到備用電池。具有低掛起電流的存儲(chǔ)設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)，直到系統(tǒng)V抄送可以恢復(fù)到適當(dāng)?shù)牟僮魉?。如果需要，相同的備用電池過(guò)程也可以維持實(shí)時(shí)時(shí)鐘和某些處理器活動(dòng)。

看門狗定時(shí)器

即使是設(shè)計(jì)最好的系統(tǒng)也會(huì)受到電源波動(dòng)以外的誤差的影響。錯(cuò)誤的程序代碼、不正確的時(shí)鐘信號(hào)或響應(yīng)不良的外設(shè)都可能迫使處理器退出其正常運(yùn)行代碼或進(jìn)入死胡同循環(huán)。當(dāng)處理器離開(kāi)預(yù)期的指令路徑時(shí)，它可能無(wú)法知道它是否運(yùn)行不正確并需要重新啟動(dòng)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多監(jiān)控IC（如工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MAX823和更新的MAX6316–MAX6318器件）都包含一個(gè)看門狗定時(shí)器，作為確保處理器在適當(dāng)?shù)拇a邊界內(nèi)執(zhí)行的低成本手段。此方案要求處理器在指定的最短時(shí)間段內(nèi)不斷更新看門狗邏輯輸入。否則，管理引擎會(huì)發(fā)出系統(tǒng)警報(bào)（圖8）。

圖8.看門狗定時(shí)器選項(xiàng)。

看門狗常見(jiàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)超時(shí)時(shí)間為 1.6 秒，但供應(yīng)商提供從 1 毫秒到 1 分鐘的選項(xiàng)。由于監(jiān)視器更新會(huì)消耗處理器周期開(kāi)銷，因此應(yīng)通過(guò)詢問(wèn)“在啟動(dòng)重置之前允許系統(tǒng)錯(cuò)誤運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間？某些設(shè)備允許更長(zhǎng)的啟動(dòng)超時(shí)（例如 1 分鐘），然后再回落到正常的 1.6 秒短超時(shí)操作模式。這種雙超時(shí)功能允許系統(tǒng)在啟動(dòng)期間執(zhí)行冗長(zhǎng)的啟動(dòng)過(guò)程，然后負(fù)責(zé)更快的常規(guī)看門狗更新。

看門狗輸出有時(shí)可以綁定到不可屏蔽的處理器輸入，這允許管理引擎嘗試使處理器恢復(fù)正常運(yùn)行，而不會(huì)丟失易失性內(nèi)存數(shù)據(jù)。為了在檢測(cè)到任何錯(cuò)誤時(shí)完全重新初始化系統(tǒng)，看門狗可以與 POR/掉電檢測(cè)輸出共同綁定。

許多微處理器現(xiàn)在都提供內(nèi)部看門狗定時(shí)器來(lái)監(jiān)控自己的內(nèi)部狀態(tài)。由于看門狗只是處理器的支持功能，因此它通常提供一系列可編程超時(shí)周期和禁用選項(xiàng)。處理器還可以通過(guò)軟件控制修改其看門狗監(jiān)視器功能。然而，由于可編程看門狗采用與處理器相同的電源電壓和時(shí)鐘輸入工作，因此它經(jīng)常受到與處理器本身相同的瞬態(tài)誤差的影響。因此，最強(qiáng)大的系統(tǒng)包括一個(gè)獨(dú)立的看門狗，它保證每次都向處理器正確輸入。

多電源應(yīng)用

較新的處理器和許多其他系統(tǒng)需要多電源電壓。多電源器件的趨勢(shì)在高速小尺寸數(shù)字信號(hào)處理器中尤為明顯，它可以與3.3V的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)I/O電壓通信，但內(nèi)核邏輯為2.5V或更低。這些器件通常要求在釋放 POR 之前，兩個(gè)電源都在處理器的容差范圍內(nèi)。同樣，復(fù)雜的接收器系統(tǒng)可以保持四個(gè)或五個(gè)電源電壓（例如12V、5V、-5V、3.3V和2.5V），支持各種模擬和數(shù)字組件。任何這些電壓的欠壓情況都可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

盡管成本低廉，但簡(jiǎn)單的RC網(wǎng)絡(luò)無(wú)法同時(shí)監(jiān)視多個(gè)電源，同時(shí)為系統(tǒng)復(fù)位提供單個(gè)有效邏輯電平。從歷史上看，制造商已經(jīng)創(chuàng)建了具有多個(gè)電源故障/復(fù)位檢測(cè)器的多電源監(jiān)控電路，或者通過(guò)連接多個(gè)單電源復(fù)位器件的輸出來(lái)共同創(chuàng)建。然后，任何低于其指定容差的電源電壓都會(huì)阻止處理器復(fù)位的釋放。

一些較新的監(jiān)控器支持單封裝設(shè)計(jì)中的多電壓監(jiān)控（圖 9）。MAX6351–MAX6360系列設(shè)計(jì)用于雙電源和三電源應(yīng)用，為工廠調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)位門限（例如，與3.3V和2.5V電源電壓相關(guān)的復(fù)位門限）提供了多種選擇?？烧{(diào)檢測(cè)器允許用戶監(jiān)視第三個(gè)電源電壓（如 5V 模擬外設(shè)）并推遲處理器啟動(dòng)，直到所有電壓都在容差范圍內(nèi)。現(xiàn)代封裝和工藝允許Maxim將額外的功能壓縮到多電壓SOT23復(fù)位監(jiān)控器中，以及延長(zhǎng)啟動(dòng)周期的看門狗定時(shí)器和手動(dòng)復(fù)位輸入。

圖9.多電源復(fù)位監(jiān)控。

未來(lái)

隨著處理器要求從穩(wěn)步縮小的集成過(guò)程中獲得更高的性能，我們應(yīng)該看到更低的工作電壓。如果±5%和±10%的當(dāng)前處理器電源容差保持不變，設(shè)計(jì)人員將需要更精確的模擬電壓檢測(cè)器來(lái)取代其分立元件替代品。成功監(jiān)測(cè)-5mV最大電源偏差的舊250V復(fù)位架構(gòu)可能無(wú)法支持具有-1mV欠壓限值的新2.60V監(jiān)視器。由于許多低壓系統(tǒng)需要支持一系列雙電源設(shè)備和變化較慢的傳統(tǒng)電源設(shè)備，因此對(duì)多電壓監(jiān)控以確保正常運(yùn)行的需求應(yīng)該變得更加重要。

我們還應(yīng)該見(jiàn)證新的集成的引入，它將監(jiān)控器與現(xiàn)在圍繞微處理器的其他組件相結(jié)合。如果外部芯片為處理器提供電源或通信，則其集成提供了縮小電路板面積、降低功耗和降低成本的機(jī)會(huì)。目前與監(jiān)控器結(jié)合使用的一些功能包括低壓差穩(wěn)壓器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、非易失性存儲(chǔ)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。

結(jié)論

最好的微處理器監(jiān)控器是如此的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以至于客戶永遠(yuǎn)不會(huì)知道他們?cè)谙到y(tǒng)中。此類系統(tǒng)始終正常通電，不會(huì)丟失或破壞數(shù)據(jù)，也不會(huì) 意外鎖定。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將現(xiàn)代主管視為一種低成本的保險(xiǎn)單，可以使產(chǎn)品始終保持工作。主管還可以縮短制造商的上市時(shí)間，同時(shí)最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題、客戶服務(wù)和故障退貨。由于現(xiàn)在提供的產(chǎn)品種類繁多，采用非常小的 SOT23、SC70 和 TDFN 封裝，因此您可以優(yōu)化需要低功耗、低電壓、多電源電壓和低成本的應(yīng)用，而不會(huì)犧牲其功能。

審核編輯：郭婷