單片機上電復位電路參數(shù)分析

上電復位電路參數(shù)分析

01絮絮叨叨

今天在焊接完板子后，發(fā)現(xiàn)用ST-Link可以檢測到芯片，但是下載卻失敗。

后面使用STM32CubeProgrammer連接芯片的時候提示，復位失敗，看到這里趕緊檢查原理圖，發(fā)現(xiàn) 復位電路電阻和電容畫反了 ?。?！

找到這個問題后，有點不能接受，這么簡單的電路就沒使用之前的電路了，直接動手畫，結(jié)果真的栽在這里了！

反思之后決定詳細分析復位電路的原理，弄清楚原理之后，以后就算從頭開始也不會出錯了！于是有了這篇文章。

02復位電路簡述

復位電路的應該稱為 上電復位電路 ，其主要是在單片機上電后產(chǎn)生一個穩(wěn)定的低電平脈沖信號，使單片機復位到默認狀態(tài)。

下圖是一個經(jīng)典的STM32復位電路，電路非常簡單：由一個10K的電阻和一個100nF的電容構(gòu)成。芯片復位腳接到RST，系統(tǒng)上電后產(chǎn)生一個 低電平脈沖。 手動復位只需在電容兩端并聯(lián)一個按鍵即可。

03復位電路原理

上面的復位電路的實質(zhì)就是一個 RC重放電電路 。在系統(tǒng)上電時，電源電壓從零逐漸加到VCC，由于電容兩端電壓不能突變。電流通過電阻限流緩慢給電容充電，充電時間由R1和C1參數(shù)決定。

在充電過程中，RST電壓逐步增加經(jīng)過一段時間后，系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)，RST引腳處于高電平。

RST引腳在上電時逐漸上升的電壓經(jīng)過內(nèi)部的施密特觸發(fā)器后，低于其閾值為低電平，當電容逐漸充電，電壓高于觸發(fā)閾值時為高電平，系統(tǒng)啟動。

04復位電路參數(shù)計算

在上面提到，復位電路的原理是通過RC電路給電容充電，RST兩端的電壓變化，經(jīng)過施密特觸發(fā)器后進入單片機進行處理。

我們只需要知道上面的施密特觸發(fā)閾值和復位最低時間即可計算出復位電路參數(shù)。

查找手冊，STM32復位時間最低為20us，引腳低電平觸發(fā)閾值（VIL最大值）為0.8V。假設電源電壓為3.3V，帶入數(shù)據(jù)到電容充放電公式。

可計算出RC乘積大于 3.6*10^-5 即可滿足要求。

在文章最開頭的復位電路中，RC值為10^-3，遠大于RC要求最小值。經(jīng)過計算上述電路，在3.3V條件下，升到0.8V需要的時間為1.417ms。完全滿足設計要求，我們也可以使用其他相近參數(shù)的元件進行替代，可以達到同樣的效果。

05結(jié)語

需要注意的是對于STM32是低電平復位，但是 有的芯片是高電平復位 （比如51單片機），其復位原理與上面相同，只是把電阻和電容的位置換一下。