单片机系统复位电路设计

Ｔ技术

ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

单片机系统复位电路设计

贾正松

四川广元（四川信息职业技术学院

６２８０１

７）

摘要：针对单片机应用系统可能出现干扰而发生“死机”或“程序跑飞”等现象，从简到繁结合实例分析单片机系统中几个典

型复位电路。

关键词：单片机复住可靠性

文章编号：１６７３—３７９ｌ（２００７）１２（ｃ）一００９ｌ—０２中图分类号：ＴＰ３３ｌ文献标识码：Ａ目前，单片机已被广泛地应用于家

电、通信及自动化等各个领域。市场上比较流行的单片机主要有Ｉｎｔｅｌ、Ａｔｍｅｌ、Ｐｈｉｌｉｐ等公司的８０Ｃ５１系列单片机，Ｉｎｔｅｌ

公司的ＭＣＳ９６系列单片机，Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司

当的电荷，致电源电压恢复时复位端不能产生复位信号而出现“死机”或“程序跑

飞”。

常用的看门狗主要有２种：软件狗和硬件

狗。硬件狗现在更多地被采用。所谓硬件狗，就是一个能够发出复位信号的计数器或定时器电路。

目前，在市场上有许多流行的专用复位芯片，常用的有Ｍａｘｉｍ公司生产的ＭＡＸ系列芯片，现以ＭＡｘ８１３Ｌ为例，说明内部结构及应用。

ＭＡｘ８ｌ３Ｌ有双列直插和贴片两种封

的Ｍ６８００系列单片机以及Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ＰＩＣ系列单片机。无论是哪种类型的单片机，用户在使用时都必须设计复位电路，以提高单片机在强磁场、电源尖峰等强干扰环境下的工作稳定性或实现从误操作中正确恢复初试状态。如果复位电路可靠性差，将直接影响到整个单片机系统工作的稳定性，造成系统调试成功后出现“死机”或“程序跑飞”等现象。

为提高单片机工作稳定性和抗干扰能力，可采用图２所示的带门电路的单片机复位电路。该电路利用门电路的门限电压使在较强干扰或瞬间断电时复位湍电压为方波，从而使系统可靠复位。

２看门狗复位电路

为进行一步提高单片机系统的稳定性和抗干扰能力，可以采用看门狗复位电路。看门狗就是在“死机”或“程序跑飞”时，对系统进行重新最位或者复位，以使系统恢复正常运行的一种专用电路。现在

装形式，内部结构及引脚功能如图３所示。其中，第①为人工复位输入端（低电平有效）；第②为电源端；第③脚为地；第④脚为电源故障检测输入端；第⑤脚为电源故障输出端；第⑥脚为看门狗检测输入端，第⑦脚为复位输出端，第⑧脚为看门狗输

出端。

１基本复位电路

单片机复位电路有多种，图１为基本Ｒｃ复位电路，左边的电路为高电平复位，右边为低电平复位，ｓ为手动复位开关，ｃ２可避免高频谐波对电路的干扰。该复位电路简单易行，但缺点是在遇到较强干扰或

瞬间断电时，复位端电平随电容器充放电

由图３可知该芯片具有以下主要性能

特点：

ＲＥｓＥＴ…“

（１）复位输出。系统上电ｊ姆电以及供

电电压降低时，第⑦脚产生复位输出，复位脉

冲宽度的典型值为２００Ⅱｌｓ，高电平有效，复位门限的典型值为４．６５Ｖ。

特性变化，往往电源电压低至ＲＡＭ区数

据不能保持时，复位端电容器上仍储有相

图２带门电路的复位电路

（２）看门狗电路输出。如果在１．６ｓ内没有触发该电路（即第⑥脚无脉冲输入），第⑧脚输出一个低电平信号。

（３）人工复位输入，低电平有效，即第

Ｓ

①脚输入一个低电平，则第⑦脚产生复位输

出。

（４）１．２５Ｖ时，第⑤脚输出一个低电平信号。

ＭＡＸ８１３Ｌ的典型应用电路如图４所示。图中单片机以ＡＴ８９Ｃ５１为例，ＭＡＸ８１３Ｌ的

Ｉ

第①脚与第⑧脚相连。第⑦脚接单片机的复

图１基本ＲＣ复位电路

位端（ＡＴ８９ｃ５ｌ的第⑨脚）；第⑥脚与单

片机制Ｐ１．０相连。在软件设计中，Ｐ１．０不断输出脉冲信号，如果因某种原因单片机进入死循环，则Ｐ１．０无脉冲输出。于是１．６ｓ后在ＭＡｘ８１３Ｌ的第⑧脚输出低电平，该低电平加到第①脚，使ＭＡＸ８１３Ｌ产生复位输出，对单片机有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于限值４．６５Ｖ时，ＭＡｘ８１３Ｌ也产生复位输出，使单片机处于复位状态，不执行任何指令，直至电源电压恢复正常，可有效防止因电源电压较低时单片机

产生误动作。电源故障检测输入端（ＰＦＩ）通

ＲＥＳ嚣Ｔ

过一个电阻分压器监测未稳压的直流电源。当ＰＦＩ低于１．２５Ｖ时，电源故障输出脚第⑤脚变低，可引起ＡＴ８９Ｃ５１中断进行电源故障

处理，或将重要数据保存下来。电路中把分压

接到未稳压的直流电源是为了更早地对电源故障告警。

图３

ＭＡＸ８１３Ｌ腺理图

万方数据　

科技资讯ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹ『ＮＦＯＲＭＡＴｌＯＮ

１

Ｔ技术

图５是实用可靠的ＡＲＭ复位电路，ＡＲＭ内核的工作电压较低。Ｒ１可保证电压低于ＭＡｘ７０８的工作电源还能可靠复位。

其中ＴＲＳＴ信号是给ＪＴＡＧ接口用的。使用７４Ｈｃｌ２５可实现多种复位源对ＡＲＭ复位，

Ｔ嚣Ｔ

如通过ＰＣ机串口或ＪＴＡＧ接口复位ＡＲＭ。

４结束语

１２５

在实际的单片机应用系统中，到底选用哪种类型的复位电路，需根据现场干扰源的特点、已采用的抗干扰措施、单片机硬件资源和软件结构特点以及对单片机系统的可靠性要求等具体情况而定。

图５

ＭＡｘ７０８实现的ＡＲＭ复位电路

３

参考文献

【ｌ】颜荣江，等．ＭＡＸＩＭ热门集成电路使用

手册［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，１９９９，

１０．

ＡＲＭ单片机的复位电路设计

踅目脯螂

直流电

Ｕ．

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１

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图４

在移动电话高端手持仪器和嵌入式系

统，３２位单片机ＡＲＭ占据越来越多的份额，ＡＲＭ已成为高端产品的工业标准。由于ＡＲＭ高速、低功耗、低工作电压导致其噪声容限低，这是对数字电路极限的挑战，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定度、电源监控可靠性等诸多方面也提出了更高的要求。ＡＲＭ监控技术复杂但又非常重要。

【２］张积东，等．单片机５１．９８开发与应用

［Ｍ］．北京：电子工业出版社，１９９２，９．［３］袁旭军，庄松林．单片机复位电路的可靠性

分析【Ｍ］．电子技术应用，２００２（１１）．

ＭＡＸ８１３Ｌ应用电路图

（上接第９０页）

（３）学生一一选择一一教师

根据语义分析，可以发现：联系（１）是联系（３）到联系（２）传递的结果，不是一个“直接联系”，是一个“间接联系”，

是多余的。

关键字，有六个多值依赖，但其中三个是非平凡多值依赖，因而该关系模式不满足４ＮＦ范式。

这里Ｐｎｏ，Ｍｎｏ，Ａｎｏ都出现数据冗余。从表面上看数据冗余在三个属性上都出现，冗余量较高，实际不然。因为该关系

在业务上是代理商所代理产品的目录，是

分解业务数据表格是需求分析工作的中心，是正确构建Ｅ—Ｒ模型的基础。以ＦＲ图为基础，从中推导出关系模式，并反复检查、分解使之达到３ＮＦ。这就基本完成了数据库

的设计。

“间接联系”推导出的关系是“冗余关系”，冗余关系中记录的数据，是其它相关关系中数据的重复。

消除不满足ＢＣＮＦ的关系模式的方法，在形式上仍然是对关系进行规范化分解，但是本质上是删除冗余关系。１．４多值依赖范式分析

４ＮＦ分析

静态数据，冗余导致的修改异常是一次性的，而且浪费的磁盘空间也是有限的、固

定的。

在分析过程中，对于由“错误”导致的“间接联系”，一定要加以剔除。只要剔除了“间接联系”，就可以消除“冗余关系”，满足３ＮＦ的关系模式就一定满足

ＢＣＮＦ。

Ｆ但不满足

４ＮＦ的关系模式，关系中冗余的数据都是静态数据，所以我们没有必要将它们分解

实际应用中，满足Ｂ

ＣＮ

实际应用中，满足ＢＣＮＦ但不满足４ＮＦ的关系模式，关系中冗余的数据都是

静态数据，冗余是有限的，是可以接受的，

不需要再进行分解。这样对分解进行约束

到满足４ＮＦ。

第四范式（４ＮＦ）：如果关系模式Ｒ（Ｕ）满足ＢｃＮＦ，且如果存在多值依赖，必定是平凡多值依赖，则称该关系模式满足第四范式。

在应用实践中，对于存在多值依赖的关系模式，要达到４ＮＦ的标准，则关键字是全关键字，反之不然。例如，关系模式ＰＭＡ（Ｐｎｏ，Ｍｎｏ，Ａｎｏ）对应的是一个三元联系的关系，表示工厂生产产品、代理商销售产品、工厂选择代理商，各属性依次表示产品编码、工厂编码、代理商编码。具体语义是：①一个工厂可以生产多种产品，一种产品可以由多个工厂生产，②一个代理商可以销售多种产品，一种产品可以由多个代理商销售，③一个工厂可以选择多个代理商，一个代理商可以被多个工厂所选择。可以看出，该关系模式满足ＢＣＮＦ，关键字（Ｐｎｏ，Ｍｎｏ，Ａｎｏ）是全

５ＮＦ分析

第五范式（５ＮＦ）：如果关系模式Ｒ（Ｕ）有且仅有一个由超键构成的联接依赖，则称该关系模式满足第五范式。

５ＮＦ是对关系模式分解的约束，要求对分解前后的数据做同样的查询，得到同样的结果。其意义在于：将原关系模式分解成多个关系模式后，使用视图能重现原关系的数据和对原关系的操作。

前面我们已经得到结论：没有必要将关系模式分解到满足４ＮＦ。“分解”工作不做，那么对“分解”的约束也就不需要考

虑。

的５ＮＦ也就不需要考虑。

所以，实际应用中，关系模式满足

３ＮＦ即可。

参考文献

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南京：南京大学出版社，１９９７．

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北京：清华大学出版社，２００７．

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的应用［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，１９８８．

２范式的应用

综上所述，关系的规范化理论包含１ＮＦ、２ＮＦ、３ＮＦ、ＢＣＮＦ、４ＮＦ、５ＮＦ等六个范式，它们的规范化程度依次升高。

在实际应用中，分析业务规则描述、

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单片机系统复位电路设计

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贾正松

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参考文献(3条)

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3.袁旭军.庄松林 单片机复位电路的可靠性分析[期刊论文]-电子技术应用 2002(11)

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