51單片機復(fù)位電路圖分析 淺析復(fù)位電路構(gòu)成

51單片機對于單片機初學(xué)者來說是個很好的模板，那么關(guān)于51單片機中復(fù)位電路你知道多少呢？本文主要探討的就是51單片機中復(fù)位電路的方方面面。

復(fù)位電路

復(fù)位電路是一種用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備，它的操作原理與計算器有著異曲同工之妙，只是啟動原理和手段有所不同。復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。就像計算器的清零按鈕的作用一樣，以便回到原始狀態(tài)，重新進行計算。

和計算器清零按鈕有所不同的是，復(fù)位電路啟動的手段有所不同。一是在給電路通電時馬上進行復(fù)位操作；二是在必要時可以由手動操作；三是根據(jù)程序或者電路運行的需要自動地進行。復(fù)位電路都是比較簡單的大都是只有電阻和電容組合就可以辦到了，再復(fù)雜點就有三極管等配合程序來進行了。

復(fù)位電路的作用

復(fù)位的主要作用是把特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)刷新為默認數(shù)據(jù)，單片機在運算過程中由于干擾等外界原因造成寄存器中數(shù)據(jù)混亂不能使其正常繼續(xù)執(zhí)行程序（稱死機）或產(chǎn)生的結(jié)果不正確時均需要復(fù)位，以使程序重新開始運行。現(xiàn)在好多單片機內(nèi)部集成有上電復(fù)位電路，這種單片機不需要外接上電復(fù)位電路。如果是普通不帶內(nèi)部上電復(fù)位電路的單片機，沒有上電復(fù)位電路，一般不會正常工作！單片機復(fù)位電路相對比較簡單，一般來說運用最多的就是上電復(fù)位。所謂上電復(fù)位是指在單片機通電的瞬間，因各部分電路電壓未正常建立，這時單片機會出現(xiàn)運行錯誤，因此在上電時應(yīng)使單片機復(fù)位，復(fù)位時間要求大于上電時間。以單片機AT89C51為例，其復(fù)位電路如下圖所示，在RST端上接一個電容至VCC端，下接一個電阻至地。當(dāng)VCC端通電時，復(fù)位電路通過電容給RST端加一個高電平，此高電平信號隨VCC對電容的充電而逐漸降低，因此要保證電容的充電時間足夠長來完成復(fù)位功能。

51單片機要復(fù)位只需要在第9引腳接個高電平持續(xù)2us就可以實現(xiàn)，那這個過程是如何實現(xiàn)的呢？在單片機系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動的時候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。

復(fù)位電路的功能

基本復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后， 撤銷復(fù)位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號， 以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。圖1所示的 RC復(fù)位電路可以實現(xiàn)上述基本功能，圖3為其輸入-輸出特性。但解決不了 電源毛刺（A點）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題 而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時會令驅(qū)動能力變差。左邊的電路為高電平復(fù)位有效 右邊為低電平Sm為手動復(fù)位開關(guān) Ch可避免高頻諧波對電路的干擾

圖1 RC復(fù)位電路 圖2所示的復(fù)位電路增加了二極管，在電源電壓瞬間下降時使電容迅速放電， 一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。 圖3所示復(fù)位電路輸入輸出特性圖的下半部分是其特性，可與上半部比較 增加放電回路的效果。

圖2 增加放電回路的RC復(fù)位電路 使用比較電路，不但可以解決電源毛刺 造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且電源緩慢下降也能可靠復(fù)位。圖4 是一個實例 當(dāng) VCC x (R1/(R1+R2) ) =0.7V時，Q1截止使系統(tǒng)復(fù)位。 Q1的放大作用也能改善電路的負載特性，但跳變門檻電壓 Vt 受 VCC 影響是該電路的突出缺點，使用穩(wěn)壓二極管可使 Vt 基本不受VCC影響。 見圖5，當(dāng)VCC低于Vt(Vz+0.7V)時電路令系統(tǒng)復(fù)位。

圖3 RC復(fù)位電路輸入-輸出特性

圖4 帶電壓監(jiān)控功能的復(fù)位電路

圖5 穩(wěn)定門檻電壓

圖6 實用的復(fù)位監(jiān)控電路

復(fù)位電路原理

高低電平的劃分對于TTL來說高電平是:2.4V-5.0V
低電平是:0.0V-0.4V

對于CMOS來說高電平是:4.99-5.0v

低電平是:0.0-0.01v

對于高低電平之間的電壓屬于不定電壓

在這個電壓下會使器件工作不穩(wěn)定

（注：電阻兩端電壓就是RST所接受的電壓）

1、電路剛上電時

RC=0.1時的復(fù)位電路響應(yīng)

a

b

RC=0.01時的復(fù)位電路響應(yīng)

c

d

使用復(fù)位按鍵復(fù)位時

使用復(fù)位按鍵復(fù)位，Uc被按鍵短路，又由于R相對于RST端口的電阻要小得多，此時Us與Uc放電的電流主要是流過電阻R，此時電容的放電過程就是b、d的過程，放完電電容在重復(fù)a、c的過程，電阻兩端電壓（即RST）重復(fù)b、d過程

51單片機復(fù)位電路圖分析

51單片機復(fù)位電路圖

在電路圖中，電容的的大小是10uf，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時間是10K*10UF=0.1S。也就是說在電腦啟動的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時在0~3.5V增加。這個時候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.1S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機中小于1.5V的電壓信號為低電平信號，而大于1.5V的電壓信號為高電平信號。所以在開機0.1S內(nèi)，單片機系統(tǒng)自動復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號時間為0.1S左右）。

按鍵按下的時候為什么會復(fù)位

在單片機啟動0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時候，開關(guān)導(dǎo)通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個時候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機系統(tǒng)自動復(fù)位。

結(jié)語

復(fù)位電路的原理是單片機RST引腳接收到2US以上的電平信號，只要保證電容的充放電時間大于2US，即可實現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。
按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。

關(guān)于51單片機復(fù)位電路圖及其原理的介紹就到這了，不知道你明白沒有？