与MCU工作电压有关的复位介绍

MCU，又称单片微型计算机或者单片机，是指将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机。这篇文章，主要讲的是跟MCU工作电压有关的复位，其他的一些软件复位，硬件错误复位等等就不在本次的讨论范围内。  

我们先来看下，一张MCU的复位逻辑图，这里就借用ATMEL的一颗相当经典的MCU——ATMEGA8系列的复位逻辑图来展示。

可以看到，图中跟工作电压有关的复位，就是上电复位(POR)，掉电复位(BOR)，还有就是通过外部复位管脚触发的外部复位(External RESET)  

上电复位，就是电压从0开始超过或某个阈值电压的时候，芯片就会触发一个固定或者可编程的延迟后，让MCU工作。  

这个图就是当外部复位管脚不接任何东西的时候，MCU复位的时序图，一般的MCU复位时序基本都像下图这样的。

这里用STM32的数据举个例子，在STM32F103中，这个复位延迟是固定，这个值为1-4.5ms之间不等。   

而STM32F103的POR典型电压为1.92V左右。    

也就是说，上电的时候，电压从0爬升到最高1.92V的时候，芯片就产生一个最长4.5ms的复位信号。  

我们再来看一个图，这个图是STM32F103的VDD和VDDA的工作电压。    

当你的应用中要使用到ADC的时候，VDDA要到2.4V的时候，ADC才会工作，如果你的电压爬升比较慢，从2V到2.4V的时间超过了4.5ms，这个时候就需要使用到外置的电路来调节延长这个时间。  

RC复位电路是最常见的外部延迟电路    

在接了RC之后，这时候复位时序就变成了这个样子 

系统会等待复位管脚上的电压超过一定的电压，在STM32中，这个值是2V   

然后系统才会进行复位延迟等待，最后MCU开始工作，从电压爬升到上电复位阈值开始，到复位管脚电压达到高电平阈值的时间差，就是RC复位电路的延迟。  

如果你的项目对上电时间没什么要求，只要求稳定可靠就行，RC复位就是一个最低成本的增加复位延迟的方法。  

除了上电复位，还有一个就是掉电复位，或者是说，在VCC电压波动的时候的复位，下图就是电压波动的时候的复位时序。 

在应对掉电复位的时候，RC复位电路可能会没有办法完成RC延迟的作用，因为放电可能会过于缓慢，复位管脚上的电压没办法迅速跟上VCC的电压，例如电压跌落测试，VCC上电压跌落和爬升速率会非常的快，以至于RC根本就不起作用，MCU有可能就会因为复位不够充分导致异常。  

这个时候通用的做法就要引入二极管，做一个RCD电路。    

这个二极管可以快速给电容放电，尽量使复位管脚的电压跟上VCC的电压。  

是的，这里用的是尽量这个词，因为二极管导通的前提是两端的电压差超过你的二极管压降，即使你是用的是肖特基二极管，复位管脚和VCC的电压差也至少会有0.2-0.3V，这样的也会减少实际减少RC延迟的功效，你又要被迫增大RC值。  

RC复位其实还有一个问题，RC电路并没有增大MCU实际复位延迟。  

在复位管脚来到2V之后，还要继续爬升到2.4V，ADC才能工作，如果你的电压爬升率实在太过于缓慢，你就只能增加RC值去拉拉大RC的延迟，如果只是加大电阻不增加电容，上拉电阻的电流过小会导致你的复位管脚特别容易被干扰，而如果增大电容，反而让本来就不快的电压爬升率更加苟延残喘了。  

所以，当你需要一次性简单快捷的解决上面所说到的复位问题的时候，就是需要加钱上电压检测芯片。  

电压检测芯片通常采用的是比较器的方式，精准检测VCC电压。

在需要的时候输出确定的复位延迟，无论是上电还是掉电，只要电压低过阈值，芯片就会拉住MCU复位管脚的电压，让其不能工作，只要超过阈值的时候，才会时MCU充分复位，例如国产圣邦微的SGM80系列。    

SOT23的超小封装，多种固定复位电压可选，超过150ms的复位时间，可以让MCU充分复位，如果需要精确复位电压，还有SGM82系列，从2.2到6V，0.1V的1.5%精度的电压步进值，让你复位更加的准确。  

如果用复位芯片来解决我上面提到的问题，就可以直接选择一个2.4V，甚至超过2.4V的复位芯片，让VCC电压完全稳定后才进行复位，让MCU可以工作在一个可靠的电压，即使上下电测试也不惧怕哦～

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