3.0V/3.3V微处理器监控电路：MAX690T/S/R等系列产品解析

在微处理器（µP）系统中，电源监控和电池控制功能至关重要，它直接关系到系统的可靠性和稳定性。今天我们就来详细探讨一下MAX690T/S/R、MAX704T/S/R、MAX802T/S/R、MAX804 - MAX806T/S/R这一系列3.0V/3.3V微处理器监控电路。

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一、产品概述

这些微处理器监控电路极大地降低了µP系统中电源监控和电池控制功能所需的复杂度和组件数量。相较于分立的集成电路或离散组件，它们显著提高了系统的可靠性和准确性。该系列器件专为3.0V或3.3V电源供电的系统设计，后缀字母代表不同的复位阈值电压，分别为3.075V（T）、2.925V（S）和2.625V（R）。所有这些器件都有8引脚DIP和SO封装。

二、功能特点

2.1 复位输出

• 复位功能保障：微处理器的复位输入能使其处于已知状态。这些监控电路在电源上电、掉电、欠压或看门狗超时等情况下会触发复位，防止代码执行错误。RESET在0V < (V{CC}) < (V{RST}) 且 (V{BATT}) 大于1V时，保证为逻辑低电平；无备用电池时，在 (V{CC}) > 1V时RESET保证有效。一旦 (V_{CC}) 超过复位阈值，内部定时器会使RESET在复位超时期间保持低电平。
• 不同型号复位阈值差异：不同型号适用于不同电源容差的系统。例如，MAX690T/MAX704T/MAX805T适用于3.3V ±5%电源容差和10%系统容差的系统；MAX690S/MAX704S/MAX805S适用于3.3V ±10%的电源；MAX690R/MAX704R/MAX805R则针对3.0V ±10%的电源进行了优化。而MAX802R/S/T、MAX804R/S/T和MAX806R/S/T与上述型号类似，但复位和电源故障阈值容差更严格。

2.2 看门狗输入

• 监控微处理器活动：看门狗电路用于监控微处理器的活动。如果微处理器在1.6秒内未切换看门狗输入（WDI），则会触发复位脉冲。内部1.6秒定时器可通过复位脉冲或WDI的电平转换（低到高或高到低）清零。与5V的MAX690系列不同，该系列的看门狗功能不能禁用。

2.3 电源故障比较器

• 检测电源故障：PFI输入与内部参考电压比较，若PFI小于 (V{PFT}) ，PFO输出低电平。该比较器可作为欠压检测器，用于检测电源故障。当 (V{CC}) 下降到 (V{SW}) 以下时，电源故障比较器关闭，PFO输出低电平；上电时 (V{CC}) 超过 (V_{SW}) ，比较器开启。若不使用该比较器，可将PFI接地，PFO不连接。

2.4 备用电池切换

• 保障数据保存：在欠压或电源故障时，为了保存RAM中的数据，当安装备用电池（ (V{BATT}) ）且 (V{CC}) 下降时，器件会自动将RAM切换到备用电源。当 (V{CC}) 低于 (V{SW}) 且 (V{BATT}) 大于 (V{CC}) ，或者 (V{CC}) 低于1.75V（典型值）时， (V{BATT}) 通过140Ω开关连接到 (V{OUT}) 。当 (V{CC}) 恢复时，切换会延迟到 (V_{CC}) 超过复位阈值，以确保电源稳定。

2.5 手动复位

• 灵活控制复位：MR输入为逻辑低电平时触发复位。复位在MR为低电平时保持有效，MR变为高电平后持续200ms。该输入有内部70µA上拉电流，若不使用可悬空。MR可由TTL或CMOS逻辑电平驱动，也可通过开关接地实现手动复位功能，无需外部去抖电路。

三、电气特性

3.1 电压范围与电流

• 工作电压范围：不同型号和温度范围下，工作电压范围有所不同。例如，MAX690_C、MAX704_C、MAX80C的工作电压范围为1.0 - 5.5V；MAX690_E/M、MAX704_E/M、MAX80E/M为1.1 - 5.5V。
• 电源电流： (V{CC}) 电源电流在不同条件下有不同取值，如在 (V{CC}) < 3.6V和 (V{CC}) < 5.5V时，不同温度范围的器件电源电流有所差异。备用电池模式下的 (V{CC}) 电源电流以及 (V_{BATT}) 电源电流等也都有相应的参数范围。

3.2 输出电压与阈值

• VOUT输出电压：在不同负载电流和电源条件下， (V{OUT}) 输出电压有不同的取值范围。例如，在 (I{OUT}) = 5mA和 (I{OUT}) = 50mA时，不同温度范围的器件 (V{OUT}) 输出电压有所不同。
• 复位阈值：不同型号的复位阈值在 (V_{CC}) 下降和上升时有所差异，且考虑了典型的10mV迟滞以防止内部振荡。

四、应用信息

4.1 避免短路损坏

这些微处理器监控电路没有短路保护功能，除了上电瞬态（如给去耦电容充电）外，将 (V{OUT}) 短路到地会损坏器件。因此，需要在 (V{CC}) 和 (V_{BATT}) 引脚尽可能靠近器件处连接0.1µF电容进行去耦。

4.2 备用电源使用

• 超级电容作为备用电源：超级电容具有极高的电容值，可作为备用电源。可以通过二极管将超级电容连接到3V输入，或者在有5V电源时，将超级电容充电到5V以延长备用时间。
• 无备用电源操作：如果不使用备用电池，可将 (V{BATT}) 和 (V{OUT}) 都连接到 (V_{CC}) ，或者选择其他微处理器监控器，如MAX706T/S/R或MAX708T/S/R。
• 更换备用电池：在 (V{CC}) 有效时，若 (V{BATT}) 通过0.1µF电容接地去耦，则可安全移除备用电源，不会触发复位。

4.3 电源故障比较器优化

• 增加迟滞：电源故障比较器典型输入迟滞为10mV，若需要更多噪声裕量，可在PFO和PFI之间连接电阻。通过合理选择电阻比值和添加电容，可增加迟滞窗口，提高检测准确性。
• 监控额外电源：这些监控器可通过电阻分压器将PFI连接到要监控的电源，PFO可用于向微处理器产生中断。在MAX704和MAX806上，将PFO连接到MR可在监控电源超出容差时触发复位。

4.4 与双向复位引脚微处理器接口

对于具有双向复位引脚的微处理器，如Motorola 68HC11系列，为避免逻辑电平不确定问题，可在RESET输出和微处理器复位I/O之间连接4.7kΩ电阻，并对RESET输出进行缓冲。

4.5 负向 (V_{CC}) 瞬态处理

这些监控器在电源上电、掉电和欠压时向微处理器发出复位信号，对短时间的负向 (V{CC}) 瞬态（毛刺）具有一定的抗干扰能力。靠近 (V{CC}) 引脚安装100nF旁路电容可提供额外的瞬态抗干扰能力。

五、订购信息与封装

该系列器件有多种温度范围和封装可供选择，包括8引脚塑料DIP、8引脚SO、8引脚CERDIP等。部分封装有含铅和无铅两种版本，订购无铅版本时需在零件编号末尾添加“+”符号。

总之，MAX690T/S/R、MAX704T/S/R、MAX802T/S/R、MAX804 - MAX806T/S/R系列微处理器监控电路为3.0V/3.3V微处理器系统提供了全面的电源监控和电池控制解决方案。在实际应用中，工程师们需要根据具体的系统要求和设计约束，合理选择型号和配置，以确保系统的可靠性和稳定性。大家在使用这些器件时，是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎分享交流。