新型微处理器监控电路

2006-05-07 15:49:48来源: 国外电子元器件

微处理器监控电路早已得到广泛应用,它的发展从分立电路、单一复位功能的三端集成器件到复杂的多功能集成器件,的电子技术的各个阶段,它都保证了系统的正常运行。本文简要介绍监控电路的基本特性以及一些新型监控复位器件。

1 电源电压监控电路

监控电路最基本的功能就是上电复位(POWER-ON-RESET)。如果不具备这一功能,微处理器系统的上电和电源电压波动时就会出现问题。最简单的上电复位电路是由一个电阻、一个电容和一个二极管组成的,其电路连接如图1所示。

的上电过程中,当电源电压开始上升时,RC电路保持低电平。如果电源电压上升得足够快,RESET端将保持有效以使微处理器处于复位状态,直到其它电路都已正常上电。只要电源上电的瞬态过程比RC电路的时间常数快,则这个简单的复位电路就能可靠地工作。但是的电源波动和掉电过程中,这个复位电路将无法保证正常工作。因为,的电源掉电时,电压必须低到小于VIL减去一个二极管的压降时才能给出复位信号。VIL是RESET端的输入低电平容限。但的电源电压低到这个程度之前,可能早就不满足微处理器的工作电压要求了。

为了解决这一问题,微处理器生产厂提出的推荐电路如图2所示。该电路的电源电压下降时可及时给出复位信号。但监控门限电压的精度受到齐纳二极管和三极和的误差限制。为了解决这一问题,出现了如图3所示的具有高精度、高可靠性的集成复位电路。

目前这种器件已经广泛采用了3脚SOT-23封装。MAXIM公司的第一代SOT-23产品MAX809已被许多厂家仿制,现已成为一种标准。它提供了几种厂家预设的门限电压,并可发出标准的140ms复位脉冲。MAX809的耗电为60μA。MAXIM最新的MAX6326和MAX6346系列具有相同的功能,但功耗电流已能低至1μA。

2 看门狗监控电路

监控电路中的看门狗功能用来防止由于内部外部原因造成的软件程序跑飞的失控。看门狗电路实际上是一个可清零的计数器,如果超时未清零将会造成计数器计数满,这样便会输出一个信号使微处理器复位,从而使程序重新初始化。需要注意的是:软件设计中需要定时给出清零信号,一旦软件失控而无法给出清零信号,看门狗电路就将中断或复位。

许多微处理器内部都包含了一看门狗计数器。但是这些内部软件看门狗不能提供完善的防护。因为这些内部看门狗计数器一般都可被软件设置成禁止状态。如果软件可以禁止掉看门狗,那么看门狗就不能完全监控软件运行状态。为了提高系统的可靠性,最好的办法是采用软件不可屏蔽的外部硬件看门狗电路。

具有看门狗功能的器件有很多种,MAXIM公司的MAX823和MAX824是第一种采用SOT23-5小型封装的看门狗电路(内部原理如图4)。看门狗输出直接连到电源监控输出上以产生复位信号。MAXIM公司的SOT23-5封装的监控芯片已经形成了一个庞大的系列,这使设计工程师有了最大的设计灵活性。例如,MAX6316~MAX6322系列提供的监控门限电压从2.5V~5V以100mV为一个步进点可选,同时还具有四种复位延时(1ms,20ms,140ms,1.12s)和四种看门狗延时(4.3ms,71ms,1.12s,17.9s)功能。

3 带启动延迟的看门狗电路

看门狗电路一旦系统上电完成,计数器就开始工作,微处理器必须的看门狗延时未到来之前发出清零信号。而看门狗延时的整个系统工作时间内一经选定就无法更改。对于程序较复杂、初始化时间较长的实时处理系统,上述看门狗电路还不狗理想。实时处理系统一般需要较短的看门狗延时以保证能的最短的时间内从故障状态中恢复,但如果看门狗延时较短,则系统程序的初始化未完成之前可能来不及发出清零信号。

MAXIM公司最新推出的管脚设定可调的看门狗电路MAX6369~MAX6374系列可以解决这个问题。图5是MAX6360~MAX6374系列的内部原理框图,它的可调时间量有三种:

(1)看门狗启动延时

启动延时是指的看门狗计数器启动之前的一段延时,微处理器系统可以的完成上电初始化之后再开始进入正常的看门狗监控状态。启动延时可以是固定的、从200μs到60s可调。

(3)看门狗输出脉冲宽度

该输出为漏极开路输出时,低电平有效的最小脉冲宽度为100ms(MAX6369/MAX6371/MAX6373),在为推挽输出时,低电平有效的最小脉冲宽度为1ms(MAX6370/MAX6372/MAX6374)。

表1 延时设置表

逻辑输入 MAX6369/MAX6390 MAX6371/MAX6372 MAX6373/MAX6374
SET2 SET1 SET0 tDELAY,tWD tDELAY=60s,tWD tDELAY tWD
0 0 0 1ms 1ms 3ms 3ms
0 0 1 10ms 3ms 3s 3s
0 1 0 30ms 10ms 60s 1s
0 1 1 Dsiabled Dsiabled Dsiabled Dsiabled
1 0 0 100ms 100ms 200μs 30μs
1 0 1 1s 300ms First Edge 1s
1 1 0 10s 3s First Edge 10s
1 1 1 60s 60s 60s 10s

表1是MAXIM公司部分产品的延时设置表,表中,tDELAY为看门狗启动延时,tWD为看门狗延时。使用时可根据具体应用来设置SET1~SET3引脚。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2142.html
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