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(jì)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(huì)工作在一個(gè)低于其最低保證工作電壓的電源下，但暫時(shí)仍然在POR門限以上(低于它POR就會(huì)發(fā)出復(fù)位)。當(dāng)在這樣的電源電壓范圍內(nèi)工作時(shí)，處理器可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)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?yàn)镻OR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(gè)溫度范圍內(nèi)門限范圍在2.85V至3.0V的型號(hào)可用于此種設(shè)計(jì)，因?yàn)殚T限低于處理器允許電壓范圍的底線(圖3b)。此時(shí)還可以使用一個(gè)比圖3中容差更寬的電源。

　　有時(shí)候，設(shè)計(jì)者會(huì)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?yàn)楣β氏恼扔陔娫措妷旱钠椒?。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(huì)引起錯(cuò)誤觸發(fā)的話，門限電壓在2.85V至3.0V范圍的MAX6381 POR是一個(gè)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(gè)1.8V核電源)，這種設(shè)計(jì)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(gè)對(duì)應(yīng)的門限，并且規(guī)定的延時(shí)周期已經(jīng)過去以后才會(huì)撤消復(fù)位。可同時(shí)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(duì)于雙電源的情況(例如3.3V和1.8V)，設(shè)計(jì)者可以選擇POR的兩個(gè)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(jì)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(gè)門限在保證工作電壓之上。很多設(shè)計(jì)者優(yōu)選后一種策略，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候處理器內(nèi)核比起I/O來，對(duì)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(shí)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(duì)于低成本系統(tǒng)，很多電路設(shè)計(jì)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(huì)。對(duì)于要求較高可靠性的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者通常是選擇監(jiān)視兩路電源。

　　手動(dòng)復(fù)位

　　有時(shí)候，當(dāng)電源電壓仍在容差以內(nèi)，而用手動(dòng)方式去觸發(fā)一次復(fù)位也很有用。這項(xiàng)功能不僅被用于調(diào)試和最終測(cè)試，當(dāng)處理器鎖定時(shí)這個(gè)功能也很有用—它使處理器重新啟動(dòng)，而不必關(guān)掉電源。這種功能對(duì)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(hào)、看門狗定時(shí)器或電源失效輸出常被用于觸發(fā)手動(dòng)復(fù)位，按鈕開關(guān)經(jīng)常也被用來觸發(fā)手動(dòng)復(fù)位。被按下時(shí)，這種類型的開關(guān)通常會(huì)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(dòng)復(fù)位輸入都包含有去抖動(dòng)電路，對(duì)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(xiǎn)的做法。這種POR輸出緩慢的上升和下降時(shí)間會(huì)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(gè)施密特觸發(fā)器對(duì)于前一種情況有效，但也帶來了成本、空間和啟動(dòng)問題。

　　圖4. 分立式R/C POR (圖4a)對(duì)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(gè)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(shí)，如果上升時(shí)間相對(duì)于POR時(shí)間常數(shù)比較緩慢時(shí)，此時(shí)采用分立式POR會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)問題。處理器可能會(huì)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(gè)問題，R/C電路的時(shí)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(gè)R/C (再加一個(gè)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(huì)將這個(gè)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(huì)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(shí)候。這是因?yàn)閺?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(huì)引發(fā)另外一個(gè)問題—再次上電之前電容器可能沒有足夠的時(shí)間放電。

　　增加一個(gè)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(huì)迅速對(duì)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(huì)困擾該電路。不過，很多時(shí)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(huì)產(chǎn)生前面所述的那些問題。

　　使用處理器集成的POR也會(huì)產(chǎn)生一些困難。這種POR經(jīng)常會(huì)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(shí)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(huì)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(duì)于內(nèi)部POR，在多組電源供電的系統(tǒng)中還會(huì)有另外的問題。例如，你可能會(huì)遭遇這樣的問題，內(nèi)部POR的延時(shí)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(chǔ)器)。這種情況下，解決方案之一是，采用一個(gè)同時(shí)監(jiān)視處理器和外部電路電源，具有更長延遲時(shí)間的外部POR。

　　電源失效和欠壓信號(hào)

　　包含電源失效或欠壓信號(hào)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(hào)中的任意一個(gè)中斷處理器時(shí)，處理器進(jìn)入一個(gè)掉電子程序。在這個(gè)子程序中，處理器中止當(dāng)前的活動(dòng)，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(hào)，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(gè)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(huì)在調(diào)節(jié)器輸出電壓之前跌落，因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的輸出電容會(huì)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(huì)發(fā)生跌落。檢測(cè)這個(gè)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(hào)(/PFO)。