單雙電源處理器上電復(fù)位功能及門限電壓的選擇

　　這些設(shè)計者沒有考慮電網(wǎng)欠壓情況的影響。如果發(fā)生電網(wǎng)欠壓，處理器可能會工作在一個低于其最低保證工作電壓的電源下，但暫時仍然在POR門限以上(低于它POR就會發(fā)出復(fù)位)。當(dāng)在這樣的電源電壓范圍內(nèi)工作時，處理器可能會發(fā)生錯誤操作。

　　不同于在處理器允許的電源電壓范圍內(nèi)選擇的門限，第二種方法更適合于那些可能存在較大干擾和噪聲的系統(tǒng)。因為POR門限和電源電壓分開的比較遠(yuǎn)。正如前面已提到的，這種方法也允許更寬的電源容差。

　　MAX6381中整個溫度范圍內(nèi)門限范圍在2.85V至3.0V的型號可用于此種設(shè)計，因為門限低于處理器允許電壓范圍的底線(圖3b)。此時還可以使用一個比圖3中容差更寬的電源。

　　有時候，設(shè)計者會將電源的額定電壓設(shè)置在靠近處理器允許范圍的底線處，目的是降低功率消耗。這種做法很有效，因為功率消耗正比于電源電壓的平方。假定處理器允許電壓范圍為3.0V至3.6V，3.15V ±2%的電源是可取的，如果在連接電源到處理器的通路上，在連接器和導(dǎo)線上沒有顯著的電壓降的話。如果噪聲電平足夠低，不會引起錯誤觸發(fā)的話，門限電壓在2.85V至3.0V范圍的MAX6381 POR是一個合適的選擇。

　　確定POR門限電壓—雙電源處理器

　　除了3.3V電源，如果處理器還需要另一路電源(例如一個1.8V核電源)，這種設(shè)計可能就需要能夠監(jiān)視兩路電壓的POR了。這種類型的POR只有在兩路電源都超過了POR的兩個對應(yīng)的門限，并且規(guī)定的延時周期已經(jīng)過去以后才會撤消復(fù)位。可同時監(jiān)視兩路、三路和四路電壓的POR都可找到。

　　同樣的選擇方法適用于多電源或單電源的監(jiān)視。對于雙電源的情況(例如3.3V和1.8V)，設(shè)計者可以選擇POR的兩個門限都高于或低于處理器的最低保證工作電壓。同樣，設(shè)計者也可以使監(jiān)視3.3V I/O電源的門限低于保證工作電壓，而使用于1.8V核電源的另一個門限在保證工作電壓之上。很多設(shè)計者優(yōu)選后一種策略，因為很多時候處理器內(nèi)核比起I/O來，對于電源電壓低落所造成的問題更為敏感。

　　內(nèi)核電源電壓始終在隨著時間的推移而降低，因此降低POR門限電壓成為必須。MAX6736系列中的器件無需外接電阻可提供低至788mV的門限，加上外接電阻還可低至488mV。這種門限電壓足以監(jiān)視最先進(jìn)的內(nèi)核電源。

　　對于低成本系統(tǒng)，很多電路設(shè)計者選擇只監(jiān)視3.3V電源，如果1.8V電源是由它得到的話。他們認(rèn)為如果3.3V電源到達(dá)正常電壓的話，1.8V電源也會。對于要求較高可靠性的系統(tǒng)，設(shè)計者通常是選擇監(jiān)視兩路電源。

　　手動復(fù)位

　　有時候，當(dāng)電源電壓仍在容差以內(nèi)，而用手動方式去觸發(fā)一次復(fù)位也很有用。這項功能不僅被用于調(diào)試和最終測試，當(dāng)處理器鎖定時這個功能也很有用—它使處理器重新啟動，而不必關(guān)掉電源。這種功能對于那些處理器永不掉電的產(chǎn)品尤其有用。它還被通用于那些不關(guān)掉處理器電源，只是喚醒/掛起處理器的on/off開關(guān)中。

　　盡管來自于I/O線的邏輯信號、看門狗定時器或電源失效輸出常被用于觸發(fā)手動復(fù)位，按鈕開關(guān)經(jīng)常也被用來觸發(fā)手動復(fù)位。被按下時，這種類型的開關(guān)通常會有反彈，打開、閉合很多次方可穩(wěn)定下來。所以，大多數(shù)手動復(fù)位輸入都包含有去抖動電路，對按鈕開關(guān)引起的振鈴不響應(yīng)。

　　分立的POR和處理器內(nèi)置的POR

　　使用由電阻和電容構(gòu)成的分立式POR (圖4a)是一種比較危險的做法。這種POR輸出緩慢的上升和下降時間會給許多處理器帶來問題—尤其是那些復(fù)位輸入中沒有包含施密特觸發(fā)器以及具有雙向復(fù)位引腳的處理器。增加一個施密特觸發(fā)器對于前一種情況有效，但也帶來了成本、空間和啟動問題。

　　圖4. 分立式R/C POR (圖4a)對于多數(shù)應(yīng)用來講沒有足夠的可靠性。有些情況下，增加一個二極管(圖4b)可糾正電源快速循環(huán)的問題，并改善電路性能。

　　當(dāng)電源上電時，如果上升時間相對于POR時間常數(shù)比較緩慢時，此時采用分立式POR會產(chǎn)生另一個問題。處理器可能會在電源沒有穩(wěn)定之前就脫離復(fù)位態(tài)。為防止出現(xiàn)這個問題，R/C電路的時間常數(shù)需要增加。另外，有些具有內(nèi)置POR的處理器制造商也建議，如果上電速度緩慢，要在復(fù)位輸入端增加一個R/C (再加一個二極管，如下所述)。

　　如果電源在上電后遭遇一次干擾，R/C電路會將這個干擾濾掉，這樣就阻止了復(fù)位的發(fā)生。而且，如果電源下跌，處理器復(fù)位引腳上的電壓仍會高于其VIH，使復(fù)位無法產(chǎn)生。這種情況甚至有可能發(fā)生在電源跌至處理器最低保證工作電壓以下的時候。這是因為復(fù)位引腳的VIH通常低于處理器的最低保證工作電壓。如果電源被關(guān)掉然后又迅速打開又會引發(fā)另外一個問題—再次上電之前電容器可能沒有足夠的時間放電。

　　增加一個二極管(圖4b)，R/C電路有可能響應(yīng)干擾，一旦有干擾出現(xiàn)，二極管會迅速對電容放電。干擾必須足夠大才可將復(fù)位引腳上的電壓拉低到VIL (最小)。此外，前面所提到的不含二極管R/C電路的問題仍會困擾該電路。不過，很多時候，二極管的確能夠解決電源迅速關(guān)斷-打開所產(chǎn)生的問題。

　　采用集成的POR在多數(shù)設(shè)備中能夠解決多數(shù)問題，這種器件不會產(chǎn)生前面所述的那些問題。

　　使用處理器集成的POR也會產(chǎn)生一些困難。這種POR經(jīng)常會遭遇精度差和較低電壓下出現(xiàn)的一些問題。而且，許多內(nèi)部POR被設(shè)定為只在上電時提供復(fù)位，而在電網(wǎng)欠壓期間，電源電壓的輕微跌落不會引發(fā)復(fù)位。有些制造商建議增加分立電路來適應(yīng)這種情況。

　　最后，對于內(nèi)部POR，在多組電源供電的系統(tǒng)中還會有另外的問題。例如，你可能會遭遇這樣的問題，內(nèi)部POR的延時適合于自身的處理器，但卻不能適應(yīng)上電更慢的外部電路(例如存儲器)。這種情況下，解決方案之一是，采用一個同時監(jiān)視處理器和外部電路電源，具有更長延遲時間的外部POR。

　　電源失效和欠壓信號

　　包含電源失效或欠壓信號的監(jiān)控電路可警告處理器，電網(wǎng)欠壓或電源失效即將發(fā)生。當(dāng)這些信號中的任意一個中斷處理器時，處理器進(jìn)入一個掉電子程序。在這個子程序中，處理器中止當(dāng)前的活動，并在POR復(fù)位處理器之前備份重要的數(shù)據(jù)。

　　為產(chǎn)生電源失效信號，監(jiān)控器的電源失效比較器監(jiān)視未穩(wěn)壓的直流電壓(或某些上游的穩(wěn)定電壓)。這個電壓被送入調(diào)節(jié)器，并用來產(chǎn)生為處理器和監(jiān)控電路供電的電源。未穩(wěn)定電壓會在調(diào)節(jié)器輸出電壓之前跌落，因為調(diào)節(jié)器的輸出電容會維持其輸出電壓(圖5)。因此，未穩(wěn)定電壓的跌落預(yù)示著調(diào)節(jié)器電壓可能會發(fā)生跌落。檢測這個跌落并中斷處理器，使處理器在被復(fù)位之前進(jìn)入掉電子程序，如果電源電壓的跌幅足夠大的話。

　　圖5. MAX6342內(nèi)的電源失效比較器通過監(jiān)視未穩(wěn)定直流電源的跌落，產(chǎn)生電源失效信號(/PFO)。