51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方案

51单片机复位电路中为什么要分手动复位和上电复位你知道是为了什么吗？上电复位和手动复位有什么区别呢?本文将为你介绍关于在51单片机中上电复位和手动复位的区别及解决方案。

复位电路

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。

单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。

在复位电路中除了上电复位外，还有手动复位。

电容在上接高电平，电阻在下接地，中间为RST。这种复位电路为高电平复位。

其工作原理是：通电时，电容两端相当于是短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机开始正常工作。

首先RST保持两个机器周期以上的高电平时自动复位

1、上电复位：上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST端为低电平，程序正常运行。

2、手动复位：首先经过上电复位，当按下按键时，RST直接与VCC相连，为高电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，正常工作。

51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方案

手动复位

手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。

手动复位图

上电复位

AT89C51的上电复位电路如下图所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1uF。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在图2的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。

上电复位图

复位电路设计

单片机在可靠的复位之后，才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。同时，复位电路也是容易受到外部噪 声干扰的敏感部分之一。因此，复位电路应该具有两个主要的功能：

1. 必须保证系统可靠的进行复位;

2. 必须具有一定的抗干扰的能力;

复位电路的RC选择

复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。以MCS-51单片机为例，复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期，若系统选用6MHz晶振，则一个机器周期为2us，那么复位脉冲宽度最小应为4us。在实际应用系统中，考虑到电源的稳定时间，参数漂移，晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素，必须有足够的余量。图1是利用RC充电原理实现上电复位的电路设计。实践证明，上电瞬间RC电路充电，RESET引脚出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。

对于图1-a中的电容C两端的电压(即复位信号)是一个时间的函数：

u(t)=VCC*[1-exp(-t/RC)]

对于图1-b中的电阻R两端的电压(即复位信号)也是一个时间的函数：

u(t)=VCC*exp(-t/RC)

其中的VCC为电源电压，RC为RC电路的时间常数=1K*22uF=22ms。有了这个公式，我们可以更方便的对以上电路进行透彻的分析。

图1-a中非门的最小输入高电平UIH=2.0v，当充电时间t=0.6RC时，则充电电压u(t)=0.45VCC=0.45*5V，约等于2V，其中t即为复位时间。图a中时间常数=22ms，则t=22ms*0.6=13ms。

复位电路的可靠性与抗干扰性分析

单片机复位电路端口的干扰主要来自电源和按钮传输线串入的噪声。这些噪声虽然不会完全导致系统复位，但有时会破坏CPU内的程序状态字的某些位的状态，对控制产生不良影响。

1.电路结构形式与抗干扰性能

以图1为例，电源噪声干扰过程示意图中分别绘出了A点和B点的电压扰动波形。

有图2可以看出，图2(a)实质上是个低通滤波环节，对于脉冲宽度小于3RC的干扰有很好的抑制作用;图2(b)实质上是个高通滤波环节，对脉冲干扰没有抑制作用。由此可见，对于图1所示的两种复位电路，a的抗干扰电源噪声的能力要优于b。

2. 复位按钮传输线的影响

复位按钮一般都是安装在操作面板上，有较长的传输线，容易引起电磁感应干扰。按钮传输线应采用双绞线(具有抑制电磁感应干扰的性能)，并远离交流用电设备。在印刷电路板上，单片机复位端口处并联0.01-0.1uF的高频电容，或配置使密特电路，将提高对串入噪声的抑制能力。

供电电源稳定过程对复位的影响

单片机系统复位必须在CPU得到稳定的电源后进行，一次上电复位电路RC参数设计应考虑稳定的过渡时间。

为了克服直流电源稳定过程对上电自动复位的影响，可采用如下措施：

(1) 将电源开关安装在直流侧，合上交流电源，待直流电压稳定后再合供电开关K，如下图所示。

采用带电源检测的复位电路，如下图所示。合理配置电阻R3、R4的阻值和选择稳压管DW的击穿电压，使VCC未达到额定值之前，三极管BG截止，VA点电平为低，电容器C不充电;当VCC稳定之后，DW击穿，三极管BG饱和导通，致使VA点位高电平，对电容C充电，RESET为高电平，单片机开始复位过程。当电容C上充电电压达到2V时，RESET为低电平，复位结束。

并联放电二极管的必要性

在复位电路中，放电二极管D不可缺少。当电源断电后，电容通过二极管D迅速放电，待电源恢复时便可实现可靠上电自动复位。若没有二极管D，当电源因某种干扰瞬间断电时，由于C不能迅速将电荷放掉，待电源恢复时，单片机不能上电自动复位，导致程序运行失控。电源瞬间断电干扰会导致程序停止正常运行，形成程序“乱飞”或进入“死循环”。若断电干扰脉冲较宽，可以使RC迅速放电，待电源恢复后通过上电自动复位，使程序进入正常状态;若断电干扰脉冲较窄，断电瞬间RC不能充分放电，则电源恢复后系统不能上电自动复位。

I/O接口芯片的延时复位

在单片机系统中，某些I/O接口芯片的复位端口与单片机的复位端口往往连在一起，即统一复位。接口芯片由于生产厂家不同，复位时间也稍有不同;复位线较长而又较大的分布电容，导致这些接口的复位过程滞后于单片机。工程实践表明，当单片机复位结束立即对这些I/O芯片进行初始化操作时，往往导致失败。因此，当单片机进入0000H地址后，首先执行1-10ms的软件延时，然后再对这些I/O芯片进行初始化。

结语

为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会撤除，微机电路开始正常工作。

关于复位电路中上电复位和手动复位的介绍就到这里了，希望本文能对你有所帮助。