讨论带看门狗的复位芯片在应用设计中的注意事项

在纷杂的微处理器系统设计当中，处理器与外围电路的搭配方式是多种多样的。但对于处理器来讲，它的启动方式却是一成不变的，运行过程中严格、准确地重复执行函数和指令。因此，启动电压，时序等参数的正确与否成为了衡量一个电子系统鲁棒性好坏的标准之一。复位芯片就此应运而生。

复位芯片通常与处理器、稳压器等结合使用。它可以针对电源轨监控，以确保系统上电。与此同时，复位芯片也可以检测故障并与处理器进行通信，保障系统安全运行。本文将以RS706为例，讨论带看门狗的复位芯片在应用设计中的注意事项。

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RS706概述

RS706是内部集成电源电压监控，上电复位，看门狗及手动复位四种功能的多功能复位芯片，参数概括如下：

● 工作电压范围：1.0V至5.5V

● 功耗：40µA（最大值）

● 电源电压监控阈值：2.63V、2.93V、3.08V、4.00V

● 支持手动复位输入

● 复位脉宽：200ms

● 独立看门狗定时器：时钟周期1.6秒（典型值）

● 支持PFI输入：可作为电源故障或电池低电量功能的监测

● 工作温度范围：-40℃至+85℃

● 封装：SOIC-8

图1 RS706管脚示意图

图2 RS706内部结构示意图

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手动复位

在特定的持续时间内（大于TMR：15ns），当手动复位引脚（）的输入电压低于手动复位阈值电压低电平（WDI Input Threshold-Low）时，将输出低电平。只要引脚持续保持低电平，复位引脚也将持续输出低电平。当持续高于手动复位阈值电压高电平（WDI Input Threshold-Low）后，引脚会在1个复位脉宽（TRS）到期后拉高。其中引脚内部支持去抖的功能，电气上可兼容TTL和CMOS逻辑，既可以由外部的逻辑线路驱动也可以由短路到地的按钮触发。

设计注意事项：

● RS706的复位脉宽（TRS）在100至350ms之间，设计中需要结合该时间的最小值核对处理器对复位信号脉宽的要求。

● VCC电压上升超过复位阈值电压或者引脚拉高后，引脚仍然会保持一个复位周期的时间。

● 需注意的复位电平是否与处理器的复位电平逻辑一致。

● 假如复位信号走线过长，很容易引入干扰，从而导致复位信号驱动能力不足，这种情况可以加入RS1G125驱动器来解决。

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电压监控

VCC输入支持精准的电压监控，可以监控复位芯片的供电电压是否有突变。

电源电压监控设计注意事项：

● 选型和应用中需要评估VCC的复位阈值电压是否满足设计需求。例如RS706-2.93YK，2.93V为其电源监控阈值的典型值，实际中对于不同芯片来看，该值是在2.86V至3.0V之间。设计时需要特别关注该最大值是否可满足需求。

手动复位和电源电压监控的时序图如下：

图3 手动复位/电源电压监控时序图

当复位芯片的电源下电（VCC下降至VRT）或者上电（VCC上升至VRT）时，均会发出一个以脉宽长度为TRS的低电平信号。VCC上电稳定后，需要至少被拉低TMR（15ns TYP）的时间，才可正常识别出手动复位信号，然后经过TMD（23ns TYP）的时间后输出脉宽长度为TRS的低电平信号。

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电源故障输入

RS706的电源故障输入功能，是一个参考电压为1.2V的电压比较电路，因此对于RS706来说，它除了可以监控给自身供电的VCC1电压之外，还可以监控另一路输入电源VCC2的故障与否。若电源故障输入（PFI）引脚低于电源故障电压阈值（PFI Input Threshold），则电源故障输出（）降低。此外，PFI引脚还可连接到引脚，以用于监控器/复位IC的低电平复位信号输出。

图4 RS706电源故障输入功能框图

**图5 RS706用于双电源监控电路示意图（VCC1=5V，VCC2=12V）**

当PFI输入高于或低于内部比较器的参考电压（PFI Input Threshold）的时候，经过一定的延时时间后，会触发输出对应高电平或低电平。VCC=5V的时候，时序图如下：

图6 电源故障比较器触发时序图

PFI功能设计注意事项：

● 在设计中若不使用该功能，可将PFI接入VCC或者GND中，以防止复位芯片输出不稳定。

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看门狗定时器

RS706会一直监控看门狗输入（）引脚上的信号。若RS706未在看门狗的定时器周期内检测到喂狗信号，则触发输出。一种常见的应用电路是将直连到引脚上，即可通过看门狗定时器触发输出。

图7 RS706看门狗应用电路示意图

当与引脚未连接时，若看门狗输入WDI在看门狗的定时器周期（TWD）内没有收到脉宽信号至少在TWP（16ns min）的喂狗信号，则触发的低电平输出，该的低电平保持至下次WDI脉冲信号到来。

当与引脚连接时，若看门狗输入WDI在看门狗的定时器周期（TWD）内没有收到脉宽信号至少在TWP（16ns min）的喂狗信号，则触发的低电平输出。该低电平的持续时间很短。这是因为当看门狗超时后，输出低电平至时，会立即使引脚输出低电平，而引脚的低电平会清零看门狗定时器标志位，的优先级要高于看门狗。

两种连接状态下的波形图如下：

图8 RS706看门狗信号时序图

看门狗设计注意事项：

● 喂狗的时机：WDI输入保持高电平或者低电平超出定时器的周期TWD，则内部看门狗超时，输出低电平，注意1.6s给出的是典型值，实际上RS706的该时间范围是在1.0s至2.9s之间

● 如何喂狗：在看门狗的溢出周期之内，WDI引脚电平发生变化即可认为成功实现了喂狗操作，计数器将清零需要注意TWP这个参数，对于RS706来讲，TWP要求至少在16ns以上。

● WDI走线不宜过长并远离干扰源，以防止喂狗信号受干扰。

● 看门狗的禁用：可以将WDI引脚浮空或者连接到高阻抗状态的三态缓冲器上，从而禁用看门狗功能。

其他注意事项：

● 在复位芯片的设计中需要注意管脚的结构属性，包括开漏和推挽两种，在实际设计中需要根据处理器复位管脚的属性来选择。