Atmega16復(fù)位電路RC振蕩周期計(jì)算

通常AVR單片機(jī)采用產(chǎn)生2個(gè)機(jī)器周期的低電平進(jìn)行復(fù)位，簡單的復(fù)位電路可采用上電復(fù)位，復(fù)位腳接上拉電阻，復(fù)位腳引出電容接地（電阻電容串接，節(jié)點(diǎn)處接reset）。其實(shí)這種接法將電容電阻對(duì)調(diào)就是51內(nèi)核單片機(jī)的復(fù)位電路（參數(shù)完全滿足要求）。

如果采用16M的晶振作為外部振蕩時(shí)序脈沖信號(hào)，為了產(chǎn)生2個(gè)機(jī)器周期的低電平（AVR采用12分頻），需要選取合適的R、C，這里采用上電復(fù)位電路進(jìn)行分析計(jì)算。

解：
假設(shè)上電（電容充電）時(shí)刻t板間電量為q，電壓為u，根據(jù)回路電壓方程：
U-u=IR
　　　　又有：
q=cu，I=dq/dt
　　　　所以（帶入）：
U-q/c=R*dq/dt
　　　　也就是：
R*dq/(U-q/c)=dt
　　　　不定積分得：
Rc*dq/(cU-q)=Rc*[-d(cU-q)/(cU-q)]=-Rcln(cU-q)=t+C(不定常量)

利用初始條件（t=0，q=0）：
C(不定常量)=Rcln(1/cU)
　　　　于是（q、t關(guān)系）：
q=cU[1-e^-t/(Rc)]

從表達(dá)式可以看出，若要充電完畢，也就是u=q/c=U[1-e^-t/(Rc)]=U,那么（1/e)^[t/(Rc)]=0，這時(shí)時(shí)間t將趨于無限大。實(shí)際中，1-e^-t/(Rc)很快趨向1，故經(jīng)過很短的一段時(shí)間后，電容器極板間電荷和電壓的變化已經(jīng)微乎其微，可以忽略。

現(xiàn)在計(jì)算在極板電壓達(dá)到電源電壓x%時(shí)的時(shí)間：
1-e^-t/(Rc)=x%
　　　　于是：
t=-RCln(1-x%)
　　　　令x%=95%：
t≈3RC
　　　　令x%=98%：
t≈3.9RC
　　　　令x%=99%：
t≈4.6RC
AVR單片機(jī)復(fù)位時(shí)間必須滿足：
t>2T（機(jī)器)=24*振蕩周期=24*(1/16)*10^-6=1.5*10^-6
　　　　也就是（95%）：
3RC>1.5*10^-6
　　　　即：
RC>0.5^10-6

通常R=10K,C=100nF，RC=10^4*10^-7=10^-3滿足條件要求。任意的電阻、電容基本上都會(huì)滿足條件要求的，電阻選用K數(shù)量級(jí)，電容選用pF數(shù)量級(jí)，RC為10^-6數(shù)量級(jí)（滿足需要）。

電容器容量的表示方法

電容器的基本單位是“法拉”（F），1法拉的1/1000000（百萬分之一）是1微法（μF），1微法的1/1000000是1pF（1微微法，或1皮法）。它們之間的關(guān)系是百萬（或稱10的6次方）進(jìn)位關(guān)系。

我們常用的電容有：

1、 電介電容：多數(shù)在1μF以上，直接用數(shù)字表示。如：4.7μF、100μF、220μF等等。這種電容的兩極有正負(fù)之分，長腳是正極。

2、 瓷片電容：多數(shù)在1μF以下，直接用數(shù)字表示。如：10、22、0.047、0.1等等，這里要注意的是單位。凡用整數(shù)表示的，單位默認(rèn)pF；凡用小數(shù)表示的，單位默認(rèn)μF。如以上例子中，分別是10P、22P、0.047μF、220μF等。

現(xiàn)在國際上流行另一種類似色環(huán)電阻的表示方法（單位默認(rèn)pF）：

如：　“473”即47000pF=0.047μF

　　　“103”即10000pF=0.01μF等等，

“XXX”第一、二個(gè)數(shù)字是有效數(shù)字，第三個(gè)數(shù)字代表后面添加0的個(gè)數(shù)。這種表示法已經(jīng)相當(dāng)普遍。

①以u(píng)F為單位：電容容量1uF以上者，直接以數(shù)值標(biāo)示容量，例如10000uF，3300uF。
②以pF為單位：第一位數(shù)與第二位數(shù)代表電容數(shù)值，第三個(gè)數(shù)字代表10的次方，亦即數(shù)值後面0的個(gè)數(shù)。例如電容容量標(biāo)示為104者，代表10後面有四個(gè)0，亦即100000pF。
③以nF為單位：電容容量標(biāo)示為100N代表100x10-9=10-7法拉，亦等於0.1x10-6法拉，所以等於0.1UF。

以上關(guān)係可以表示為1uF=103nF=106pF
其中：1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法
字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF