单片机学习笔记：电压监控型和看门狗型复位电路

01简介

在单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序跑飞而陷入死循环，程序的正常运行被打断，从而导致由单片机控制的系统无法继续工作，整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果。这时候就需要使用专用的复位芯片来达到更可靠的复位。现在讲的“复位”，其作用就是通过相关电路产生“复位信号”， 让单片机能在上电后或者运行中恢复到默认的起始状态。

中微爱芯推出电压监控型以及看门狗型的复位电路，拥有齐全的复位电压点，可满足客户在不同条件下的使用需求，为整个系统的正常工作保驾护航。

以下将分别介绍两种类型的复位电路。

02电压监控型复位电路

电压监控器是监控系统内一个或多个电源轨的器件。电压监控器可以检测欠压事件（电压低于某个阈值）或过压事件（电压超过某个阈值）。根据器件状态的不同，当受监控的电压轨电压低于或高于预设的阈值电压时，电压监控器会将信号置为使能、禁用或复位其他器件。部分电压监控器可以同时监控欠压和过压情况，称为窗口检测器。电压监控器旨在确保系统正常上电，防止处理器发生欠压，同时实时监控系统，避免因电压轨超出规范而产生性能问题或系统故障。其工作原理如下所示：

带有电压监控器功能的复位 IC，能够保证复位的释放发生在电源供应正常之后，从而确保可靠复位。同时，若电源出现过压或跌落故障，芯片还能及时保护处理器，并在电源恢复后执行可靠复位重启。

为了适应不同的应用，复位 IC 通常还支持可选的高电平有效或低电平有效，推挽或开漏输出。推挽和开漏指的是输出驱动的类型，推挽输出在输出端使用两个晶体管。当顶部晶体管导通时，输出设置为高电平；底部晶体管导通时，输出设置为低电平。开漏输出仅使用一个晶体管，通过其将输出设置为低电平，同时另外使用一个上拉电阻代替顶部晶体管设置高电平输出。下图展示了开漏和推挽两种输出类型：

推挽式输出的优点是速度快并且功耗低。然而，开漏输出可以将多个监控器件的输出连接在一起，形成或/与逻辑输出配置，方便多电源轨的监控控制。

以我司AiP810这款高电平复位电路专用芯片为例，搭建如图1所示电路，上电后测量“Reset”电气网络可以得到如图2所示波形：

图1

图2

以下是我司复位类IC选型表：

复位电压选型表：

03看门狗型复位电路

出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片，俗称"看门狗"(watchdog)。

看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路，但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不正常，可能导致看门狗系统也瘫痪。因此硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”。

硬件看门狗是利用了一个定时器，来监控主程序的运行，也就是说在主程序的运行过程中，我们要在看门狗定时器定时时间到之前对其进行复位。如果出现死循环，或者说PC指针不能回来，那么定时时间到后就会使单片机复位。

以下为我司看门狗型复位电路选型：

复位电压选型表：

04高精度复位电路

中微爱芯推出高精度复位电路，此系列复位电路可在全温范围内复位电压保持在2%的精度，更适用于可靠性要求较高的方案。

以下为我司高精度复位电路选型：

复位电压选型表：

审核编辑：汤梓红