单片机上电复位
c单片机上电复位和复位延时的时序分析
80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析80C51单片机的上电复位POR（Power On Reset）实质上就是上电延时复位，也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上.为什么在每次单片机接通电源时，都需要加入一定的延迟时间呢？分析如下.1 上电复位时序在单片机及其应用电路每次上电的过程中，由于电源回路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容，使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD，是从低到高逐渐上升的.该过程所持续的时间一般为1～100 ms（记作taddrise）.上电延时taddrise的定义是电源电压从10% VDD上升到90% VDD所需的时间，如图1所示.图1 上电延时taddrise和起振延时tosc实测结果在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后，时钟振荡器开始了启动过程（具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程）.该过程所持续的时间一般为1～50 ms（记作tosc）.起振延时tosc的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间.从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚.这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数，代表XTAL1和RST引脚上的输入逻辑高电平.例如，对于常见的单片机型号AT89C51和AT89S51，厂家给出的Vih1值为0.7VDD～VDD+0.5 V.从理论上讲，单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset.这里，treset等于上电延时taddrise与起振延时tosc之和，如图1所示.从实际上讲，延迟一个treset往往还不够，不能够保障单片机有一个良好的工作开端.在单片机每次初始加电时，首先投入工作的功能部件是复位电路.复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时（记作TRST），以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间；在电源电压稳定之后，再插入一个延时，给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间；在单片机开始进入运行状态之前，还要至少推迟2个机器周期的延时，如图2所示.图2 复位信号释放的时机2 上电复位电路3款上述一系列的延时，都是利用在单片机RST引脚上外接一个RC支路的充电时间而形成的.典型复位电路如图3（a）所示，其中的阻容值是原始手册中提供的.在经历了一系列延时之后，单片机才开始按照时钟源的工作频率，进入到正常的程序运行状态.从图2所示的实测曲线中可以同时看到4条曲线：VDD、Vrst、XTAL2和ALE.在电源电压以及振荡器输出信号稳定之后，又等待了一段较长的延时才释放RST信号，使得CPU脱离复位锁定状态；而RST信号一旦被释放，立刻在ALE引脚上就可检测到持续的脉冲信号.图3 上电复位延时电路由于标准80C51的复位逻辑相对简单，复位源只有RST一个（相对新型单片机来说，复位源比较单一），因此各种原因所导致的复位活动以及复位状态的进入，都要依靠在外接引脚RST上施加一定时间宽度的高电平信号来实现.标准80C51不仅复位源比较单一，而且还没有设计内部上电复位的延时功能，因此必须借助于外接阻容支路来增加延时环节，如图3(a)所示.其实，外接电阻R还是可以省略的，理由是一些CMOS单片机芯片内部存在一个现成的下拉电阻Rrst.例如，AT89系列的Rrst 阻值约为50～200 kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值约为40～225 kΩ，如图4所示.因此，在图3(a)基础上，上电复位延时电路还可以精简为图3(b)所示的简化电路（其中电容C的容量也相应减小了）.图4 复位引脚RST内部电路在每次单片机断电之后，须使延时电容C上的电荷立刻放掉，以便为随后可能在很短的时间内再次加电作好准备.否则，在断电后C还没有充分放电的情况下，如果很快又加电，那么RC支路就失去了它应有的延迟功能.因此，在图3(a)的基础上添加一个放电二极管D，上电复位延时电路就变成了如图3(c)所示的改进电路.也就是说，只有RC支路的充电过程对电路是有用的，放电过程不仅无用，而且会带来潜在的危害.于是附加一个放电二极管D 来大力缩短放电持续时间，以便消除隐患.二极管D只有在单片机断电的瞬间（即VCC趋近于0 V，可以看作VCC对地短路）正向导通，平时一直处于反偏截止状态.3 上电复位失败的2种案例分析假如上电复位延迟时间不够或者根本没有延时过程，则单片机可能面临以下2种危险，从而导致CPU开始执行程序时没有一个良好的初始化，甚至陷入错乱状态.①在时钟振荡器输出的时钟脉冲还没有稳定，甚至还没有起振之前，就因释放RST信号的锁定状态而放纵CPU开始执行程序.这将会导致程序计数器PC中首次抓取的地址码很可能是0000H之外的随机值，进而引导CPU陷入混乱状态.参考图5所示的实测信号曲线.图5 在时钟未稳定前释放RST的情况②在电源电压还没有上升到合适范围之前（自然也是时钟尚未稳定之前），就释放RST 信号的锁定状态，将会使单片机永远感受不到复位信号、经历不到复位过程、包含PC在内的各个SFR内容没有被初始化而保留了随机值，从而导致CPU从一个随机地址开始执行程序，进而也陷入混乱状态.参考图6所示的实测信号曲线.图6 在电源和时钟均未稳定前释放RST的情况4 外接监控器MAX810x为了提高单片机应用系统的稳定性，以及保障单片机应用系统的可靠复位，许多世界著名的半导体公司，陆续推出了种类繁多、功能各异、封装微小的专用集成电路.本文仅以带有电源电压跌落复位和上电延迟复位功能的3脚芯片MAX810x为例，简单说明.MAX810x（x = L、M、J、T、S或R）是美国Maxim公司研制的一组CMOS电源监控电路，能够为低功耗微控制器MCU(或μC)、微处理器MPU(或μP)或数字系统监视3~5 V 的电源电压.在电源上电、断电和跌落期间产生脉宽不低于140 ms的复位脉冲.与采用分立元件或通用芯片构成的欠压检测电路相比，将电压检测和复位延时等功能集成到一片3引脚封装的小芯片内，大大降低了系统电路的复杂性，减少了元器件的数量，显著提高了系统可靠性和精确度.应用电路如图7所示.图7 外接带延时功能的电压检测复位电路MAX810x系列产品提供高电平复位信号，并且还能提供6种固定的检测门限(4.63 V、4.38 V、4.00 V、3.08 V、2.93 V和2.63 V).例如，MAX810M的检测门限电压就是4.38 V，回差电压约为0.16 V.对于MAX810，在电源上电、断电或跌落期间，只要VCC还高于1.1 V，就能保证RESET 引脚输出高电压.在VCC上升期间RESET维持高电平，直到电源电压升至复位门限以上.在超过此门限后，内部定时器大约再维持240 ms后释放RESET，使其返回低电平.无论何时只要电源电压降低到复位门限以下（即电源跌落），RESET引脚就会立刻变高.。
关于单片机不能正常上电复位的解决办法
｛
Ｉ Ｃ３为 电 能脉 冲输 入 电路 ，将 电 能 计
以先观 察每块表是否正常显示 。如果有显 示 不 正常 表 ，则 下 电 ，拆 表返 装 配。 ③表 再 次 上 电 ，加 电 流 老 化 。
在 第 二 次 上 电时 ，发 现 有 表 无 显 示 ， 经 查 ，单 片机 死 机 。将 ＲＥ Ｓ对地 短 接 ，有
Ｉ ｆ Ｔ Ｉ Ｍ甘． Ｏ ｏＭＡ Ｉ ｑ ｏ ２ ６ Ｏ
所以抗干扰性能非常好。在程序中 ，又进 来自关于单 片机不能正常
上 电复 位 的 解决 办 法
马 文波 郑宇 平 吉林 水 大集 团 电表公 司
行 了 冗 余 处 理 ， 特 别 是 读 写 外 部 的 ＥＥ ＰＲＯＭ 存储器时 ，进行两次读比较和
写 一 读 比 较 以 保证 数据 的 正 确 。 产 品设 计完 成后 ， 与 整表 一 起 通 过 了 型式试验，脉冲群干扰可以达到 ４ Ｖ。但 ｋ 在 之 后 进 行 的 小 批 量 试 生 产 时 ，却 发 现 了 问题 。
鞠 嗣 潮鳃麓 露 鬃 圈 黛 黧露 豳愆
ｉ
图 ， Ｃ 为Ｅ Ｐ Ｏ 储 存 中 Ｉ２ Ｅ Ｒ Ｍ存 器，
储 电能 数 据 。 Ｕ １为 电压 监 控 芯 片 ， 当 系 统 掉 电时产 生 一个 低 电平 信 号 ，ＭＣ 接 收 Ｕ
；
问题 是 在老 化过 程 中发现 的 。老 化 时 ，采 用调 压 器为 电表 上 电 。操 作 人 员以
器等 特 点 。
产品的原理框 图如图 １ 所示 ：
将复位时 间延长 ，将 Ｍ ＣＵ 电源加开断等 芯片的掩 模选项设 置如 下：①打开内 ｛ 等 。 最 后 通过 示 波 器和 万 用表 查看 芯 片 运 部上拉 电阻选项 ；②打开内部的看门狗电 ｛ 行 情 况 和 各 处 电 平 ，终 于 将 问 题 产 生 的原 路 ； ③使能 Ｌ ＶＲ 功能 。Ｌ ＶＲ 功 能 为低 电 因找到 ，即 当 Ｍ Ｃ 电源 的 电压 降到 ０ ３ Ｕ ．Ｖ 压复位功能 ，与外部复位信号有相同的功 左 右 的 时 候 ，再 次 上 电 ，Ｍ ＣＵ 将 不 能正 能 ，当芯 片 的 电源低 于 ３ ６ 时 ，产 生 复位 ．Ｖ 常复位 ，此时只有掉电再 次上电，否则即 信号 复位芯 片。 使复位 ＲＥ Ｓ管脚也 无济于事 。之后进行验 因为 芯片 的指 令 系统 为 ＲＩＣ 指令 集 ， Ｓ 证 ，用万用表测量 ＶＣＣ和 ＧＮＤ之间的电 只有 ６ ３条指令且绝大多数为但周期指令 ， 压 ，当观看 跌 落 到 ０ ３ 左右 的时 候 ，再 次 ．Ｖ 上 电，基本上每次都能让 Ｍ ＣＵ 死机 。
单片机上电复位
单片机上电复位一、单片机的基本概念单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了微处理器、存储器、输入输出接口和定时计数器等功能模块于一体的微型计算机系统。
它具有体积小、功耗低、可编程性强等特点，广泛应用于工业控制、家电控制、汽车电子等领域。
二、单片机上电复位的概念单片机在上电或者复位时，会执行一些初始化操作，例如清除寄存器内容、设置时钟源等。
这个过程就叫做上电复位。
三、单片机上电复位的原因1. 程序出错：当程序出现异常情况时，可能会导致程序死循环或者跑飞等问题。
此时需要通过上电复位来重新启动程序。
2. 芯片损坏：当芯片内部出现故障或者损坏时，可能会导致芯片无法正常工作。
此时需要通过上电复位来重新初始化芯片。
3. 供电波动：当供电波动或者短暂断电时，可能会导致芯片内部状态不稳定。
此时需要通过上电复位来恢复芯片状态。
四、单片机上电复位的流程1. 上电复位信号：当单片机上电时，会产生一个上电复位信号。
这个信号会使得芯片内部的复位电路被触发，从而启动上电复位流程。
2. 清除寄存器内容：在上电复位过程中，单片机会将所有寄存器的内容清零。
这个过程可以保证芯片内部状态的正确性。
3. 设置时钟源：在上电复位过程中，单片机需要设置时钟源。
一般来说，时钟源有内部RC振荡器、外部晶体振荡器等多种选择。
4. 初始化外设模块：在上电复位过程中，单片机需要初始化外设模块。
例如UART、SPI、I2C等通信接口，ADC、DAC等模拟输入输出接口等。
五、如何避免不必要的上电复位1. 程序设计：在程序设计中应该尽可能地避免死循环、跑飞等异常情况的出现。
同时，在程序中应该加入异常处理机制，以便及时发现和处理异常情况。
2. 供电稳定性：为了避免供电波动或者短暂断电对芯片造成影响，应该采用稳定可靠的供电方案。
例如使用稳压芯片或者UPS等设备。
3. 芯片选择：在选择单片机时，应该考虑芯片的稳定性、可靠性等因素。
单片机上电流程
单片机上电流程
单片机上电后会按照固定的流程进行初始化和自检,主要可以分为以下几个步骤:
1. 复位启动- 上电后,单片机会通过复位电路进行复位,使各个寄存器状态回到初始状态,准备启动。
2. 初始化- 单片机对内部的时钟、IO口等进行初始化设置,配置工作环境。
此时单片机还未开始执行用户程序。
3. 自检- 单片机会进行自检,检查存储器、时钟、IO口等内部组件是否工作正常。
4. 跳转- 通过跳转指令,跳转到用户程序的起始地址,开始执行用户编写的代码。
5. 主程序- 单片机正式进入主程序体,循环执行用户编写的主函数代码。
6. 中断- 在主程序执行过程中,如果发生中断请求,单片机会暂停主程序,转去执行中断服务程序。
7. 睡眠- 当单片机无事可做时,可以通过命令让其进入睡眠模式,降低功耗。
唤醒后将从断点处继续执行。
8. 重启/复位 - 如果需要,可以通过命令重启单片机,使其重新从复位状
态开始启动。
以上是单片机上电后的基本流程和状态变化。
掌握了这一流程,有助于更好地理解和使用单片机。
单片机上电复位时间
单片机上电复位时间单片机是一种集成电路，具有微处理器核心、存储器、输入输出接口等功能模块。
在实际应用中，单片机的上电复位时间是一个重要的参数，它决定了单片机在上电时的初始化过程和系统的稳定性。
上电复位是指在单片机上电时，系统会自动进行一系列的初始化操作，将各个寄存器和外设恢复到初始状态。
这个过程是非常重要的，因为它确保了单片机在正常工作之前的稳定性和可靠性。
单片机上电复位时间主要包括两个方面：硬件复位和软件复位。
硬件复位是通过硬件电路实现的，它可以快速地将单片机的各个寄存器和外设恢复到初始状态。
硬件复位的时间一般很短，通常在几十毫秒到几百毫秒之间。
硬件复位的速度取决于单片机的设计和制造工艺，一般来说，高性能的单片机会有更快的硬件复位速度。
软件复位是通过软件程序实现的，它需要在单片机上电后，由程序控制进行初始化操作。
软件复位的时间相对较长，通常在几百毫秒到几秒钟之间。
软件复位的时间主要取决于单片机的处理能力和初始化程序的复杂度。
单片机上电复位时间的长短对于系统的稳定性和可靠性有着重要的影响。
如果上电复位时间过短，可能导致单片机在初始化过程中出现错误，从而影响系统的正常工作。
如果上电复位时间过长，可能会延迟系统的启动时间，降低系统的响应速度。
为了确保单片机的稳定性和可靠性，设计者需要根据具体的应用需求来选择合适的单片机和适当的上电复位时间。
一般来说，对于实时性要求较高的系统，应选择具有较快上电复位时间的单片机；对于对实时性要求不高的系统，可以选择上电复位时间较长的单片机。
此外，设计者还可以通过优化软件程序来减少上电复位时间。
例如，可以将初始化操作分为多个阶段进行，每个阶段只初始化部分寄存器和外设，从而减少整个初始化过程的时间。
同时，还可以通过合理的编程技巧和算法来提高初始化程序的执行效率，从而缩短上电复位时间。
总之，单片机上电复位时间是一个重要的参数，它决定了单片机在上电时的初始化过程和系统的稳定性。
51单片机复位电路
51单片机复位电路单片机在可靠的复位之后，才会从0000H地址开始有序的执行应用程序。
同时，复位电路也是容易受到外部噪声干扰的敏感部分之一。
因此，复位电路应该具有两个主要的功能：1.必须保证系统可靠的进行复位；2.必须具有一定的抗干扰的能力；一、复位电路的RC选择复位电路应该具有上电复位和手动复位的功能。
以MCS-51单片机为例，复位脉冲的高电平宽度必须大于2个机器周期，若系统选用6MHz晶振，则一个机器周期为2us，那么复位脉冲宽度最小应为4us。
在实际应用系统中，考虑到电源的稳定时间，参数漂移，晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素，必须有足够的余量。
图1是利用RC充电原理实现上电复位的电路设计。
实践证明，上电瞬间RC电路充电，RESET引脚出现正脉冲。
只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。
二．供电电源稳定过程对复位的影响单片机系统复位必须在CPU得到稳定的电源后进行，一次上电复位电路RC参数设计应考虑稳定的过渡时间。
为了克服直流电源稳定过程对上电自动复位的影响，可采用如下措施：（1）将电源开关安装在直流侧，合上交流电源，待直流电压稳定后再合供电开关K，如图3所示。
（2）采用带电源检测的复位电路，如图4所示。
合理配置电阻R3、R4的阻值和选择稳压管DW的击穿电压，使VCC未达到额定值之前，三极管BG截止，VA点电平为低，电容器C不充电；当VCC稳定之后，DW击穿，三极管BG饱和导通，致使VA点位高电平，对电容C充电，RESET为高电平，单片机开始复位过程。
当电容C上充电电压达到2V 时，RESET为低电平，复位结束。
三．并联放电二极管的必要性在图1复位电路中，放电二极管D不可缺少。
当电源断电后，电容通过二极管D迅速放电，待电源恢复时便可实现可靠上电自动复位。
若没有二极管D，当电源因某种干扰瞬间断电时，由于C不能迅速将电荷放掉，待电源恢复时，单片机不能上电自动复位，导致程序运行失控。
51单片机复位电路设计方案
51单片机复位电路设计方案单片机复位电路是一个重要的设计方案，它负责在单片机系统上电或复位时提供稳定且可靠的复位信号。
在这篇文章中，我将详细介绍关于51单片机复位电路设计方案的内容。
首先，我们需要了解什么是复位电路以及其作用。
复位电路是一种用于将电路或系统恢复到初始状态的电路。
在单片机系统中，复位电路主要用于在上电或复位时将单片机恢复到初始状态，并使其能够正常运行。
设计一个稳定可靠的51单片机复位电路需要考虑以下几个方面：1.复位信号的稳定性：复位信号应在一定时间内保持稳定，以确保单片机能够正确复位。
在电源上电或复位时，电压会有漂移或干扰，因此需要使用适当的电源抗扰动技术来确保复位信号的稳定性。
2.复位电路的响应时间：复位电路应能够在尽可能短的时间内产生复位信号，以确保单片机能够及时进入复位状态。
通常情况下，复位信号的响应时间应小于单片机的启动时间。
3.复位电路的保护机制：复位电路应具有过压、过流和电源反接保护功能，以防止由于异常情况导致单片机受损。
基于以上几个方面的要求，下面是一种常见的51单片机复位电路设计方案：1.采用稳压芯片：稳压芯片可以提供稳定的电源电压，从而保证复位信号的稳定性。
常见的稳压芯片有LM7805、LM1117等，可以根据实际需求选择合适的稳压芯片。
2.使用电源滤波元件：电源滤波元件如电容和电感可以滤除电源中的噪声和干扰，保证复位电路高质量的输出。
可以使用合适的电容和电感组合构建一个有效的电源滤波电路。
3.添加复位延时电路：复位延时电路可以延迟复位信号的产生，在电源上电或复位时给单片机一定的启动时间。
可以使用RC电路或者定时器芯片等构建复位延时电路。
4.引入保护电路：保护电路可以保护复位电路不受异常情况的干扰，常见的保护电路包括过压保护电路、过流保护电路和反接保护电路等。
可以选择合适的保护元件，如稳压二极管、保险丝等来构建保护电路。
以上是一种基于常见设计要求的51单片机复位电路设计方案，可以根据实际应用需求进行调整和改进。
单片机上电复位和低电压复位
单片机上电复位和低电压复位
单片机的上电复位和低电压复位是两种不同的复位方式，分别如下：
上电复位是由外部总线产生的一种异步复位，单片机电压监测电路检测到电源电压VDD上升时，会产生一个上电复位脉冲，由内部计时器进行延时后等待电源电压上升到可以工作的电压后，整个单片机系统就完成了上电复位。
需要注意的是，上电复位电路并不会检测延时过后的系统电压，如果此时的电压低于单片机的最小工作电压，整个上电复位就失效了。
低电压复位是单片机内部电压监控电路形成的异步复位。
当电源电压VDD电压小于一定触发阈值时，发出复位信号并保持到电源电压大于欠压复位功能恢复电压。
欠压复位是用来确保单片机的电源并不在有效工作电压范围之内时内部产生复位过程，使得单片机保持在正确的状态中。
欠压复位有三个重要的参数：VTR是欠压复位功能恢复电压，大于该电压值的时单片机的欠压复位状态就结束了；VTF是欠压复位功能触发电压，小于该电压值的时单片机将保持欠压复位状态；VHYS是欠压复位的回差电压，VHYS=VTR - VTF。
这个电压的主要目的是防止电源有噪声干扰的时候频繁的反弹，一般在0.1～0.2V 之间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
80C51单片机的上电复位POR
80C51单片机的上电复位POR（Power On Reset）实质上就是上电延时复位，也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上。
为什么在每次单片机接通电源时，都需要加入一定的延迟时间呢？分析如下。
1 上电复位时序
在单片机及其应用电路每次上电的过程中，由于电源回路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容，使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD，是从低到高逐渐上升的。
该过程所持续的时间一般为1～100ms（记作taddrise）。
上电延时taddrise的定义是电源电压从10% VDD 上升到90% VDD所需的时间，如图1所示。
图1 上电延时taddrise和起振延时tosc实测结果
在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后，时钟振荡器开始了启动过程（具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程）。
该过程所持续的时间一般为1～50 ms（记作tosc）。
起振延时tosc的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间。
从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚。
这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数，代表XTAL1和RST引脚上的输入逻辑高电平。
例如，对于常见的单片机型号AT89C51和AT89S51，厂家给出的Vih1值为0.7VDD～VDD+0.5 V。
从理论上讲，单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。
这里，treset等于上电延时taddrise与起振延时tosc之和，如图1所示。
从实际上讲，延迟一个treset往往还不够，不能够保障单片机有一个良好的工作开端。
在单片机每次初始加电时，首先投入工作的功能部件是复位电路。
复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时（记作TRST），以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间；在电源电压稳定之后，再插入一个延时，给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间；在单片机开始进入运行状态之前，还要至少推迟2个机器周期的延时，如图2所示。
图2 复位信号释放的时机
2 上电复位电路3款
上述一系列的延时，都是利用在单片机RST引脚上外接一个RC支路的充电时间而形成的。
典型复位电路如图3（a）所示，其中的阻容值是原始手册中提供的。
在经历了一系列延时之后，单片机才开始按照时钟源的工作频率，进入到正常的程序运行状态。
从图2所示的实测曲线中可以同时看到4条曲线：VDD、Vrst、XTAL2和ALE。
在电源电压以及振荡器输出信号稳定之后，又等待了一段较长的延时才释放RST信号，使得CPU脱离复位锁定状态；而RST 信号一旦被释放，立刻在ALE引脚上就可检测到持续的脉冲信号。
图3 上电复位延时电路。