單片機(jī)的復(fù)位原理和復(fù)位方式

為確保設(shè)計出的電路系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，必須在電路中加入復(fù)位電路——將電路恢復(fù)到初始狀態(tài)。類似于我們使用的電腦，一旦我們電腦死機(jī)或發(fā)生其他問題，我們會利用重啟按鈕重啟我們的電腦。復(fù)位電路亦是如此，一旦我們按下復(fù)位按鍵，復(fù)位電路就會將系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。復(fù)位電路的一般組成是電容和電阻組合形式，少部分會用到三極管。

復(fù)位方式

1、上電復(fù)位/掉電復(fù)位

上電復(fù)位

當(dāng)電源電壓VCC低于上電/掉電復(fù)位電路的門檻電壓時，所有的邏輯電路都會被復(fù)位。當(dāng)VCC重新恢復(fù)到正常電壓時，單片機(jī)延遲32768個時鐘后，上電復(fù)位/掉電復(fù)位狀態(tài)結(jié)束。

2、按鍵復(fù)位

3、軟件復(fù)位

涉及的單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，有時難免會遇到需要軟件復(fù)位的情況。有些古老的單片機(jī)在硬件上可能不支持軟件復(fù)位功能，所以我們就需要去模擬軟件復(fù)位的過程。比較常用的方法是跳轉(zhuǎn)到程序的入口地址，利用匯編LJMP、JMP等跳轉(zhuǎn)語句跳到程序的初始入口。但是現(xiàn)在常用的一些單片機(jī)（8051、STM32等）在硬件上都支持軟件復(fù)位，配置專門的寄存器就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。例如常用的8051單片機(jī)，有專門的ISP_CONTER寄存器來支持復(fù)位。寄存器的具體配置參考如下。

ISP_CONTER

4、看門狗（WDT）復(fù)位

在工業(yè)應(yīng)用中，絕大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)都會用到看門狗（Watch Dog Timer）。在工業(yè)控制/汽車電子/航空航天等高可靠系統(tǒng)中，為了防止系統(tǒng)在異常情況下受到干擾導(dǎo)致MCU長時間異常工作、程序跑飛，通常是引進(jìn)看門狗。如果CPU不在規(guī)定時間內(nèi)訪問看門狗，看門狗就認(rèn)為系統(tǒng)出了問題，會強(qiáng)制將系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，使系統(tǒng)從頭開始執(zhí)行程序。現(xiàn)在絕大多數(shù)的單片機(jī)都支持看門狗功能，例如STC89C52、STM32等。STC89C52單片機(jī)有專門的看門狗寄存器WDT_CONTER，配置相應(yīng)的位即可啟動看門狗。

看門狗

復(fù)位原理

無論使用上面的哪種復(fù)位方式，其本質(zhì)都是在操作RST復(fù)位引腳。用8051單片機(jī)按鍵復(fù)位方式的圖來說明復(fù)位電路的原理。8051單片機(jī)的RST引腳只需要保持2個機(jī)器周期的高電平即可產(chǎn)生復(fù)位。利用電容電壓不可突變的性質(zhì)，適當(dāng)選取電容充放電的參數(shù)（電容值、電阻值）即可達(dá)到要求。剛開始上電時，由于電容電壓（0V）不能突變，所以電容兩端電壓為0V，RST此時的電壓為VCC。電容慢慢充電，充電結(jié)束后，電容兩端的電壓為VCC，所以此時RST的電勢為0V。電容的這一段充電時間要大于單片機(jī)的2個機(jī)器周期。

軟件復(fù)位和看門狗復(fù)位方式的原理都是使RST的高電平持續(xù)時間能夠維持2個機(jī)器周期。