上電復位與相關監控功能
上電復位(POR)的任務之一是確保電源剛被打開時,處理器從一個已知的地址開始運行。為此,POR邏輯輸出在處理器電源剛被打開時將處理器鎖定在復位態。POR的第二個任務是,在以下三件事情完成以前,阻止處理器從已知地址開始運行:系統電源已穩定在適當的水平;處理器的時鐘已經建立;以及內部寄存器已經正確裝載。POR完成這第二個任務的手段是片上定時器,它繼續在一個預定的時間間隔內保持處理器處于復位態。這個定時器在處理器電源到達規定的電壓門限后觸發,設定時間走完后,定時器終止,并促使POR輸出變為無效,處理器脫離復位態并開始運行(圖1)。處理器的數據手冊會給出所需要的定時器延遲間隔。順便提一下,這個定時器正是POR和一般電壓監測器的區別所在,后者也能以一定的電壓門限監視電壓,但不具備定時功能。
圖1. POR保持處理器處于復位狀態,直到電源電壓超過POR門限,并且經過了一個規定延時。
POR良好的抗噪聲干擾能力在監視處理器時也是必需的,這也是它和電壓監視器的不同之處。當有一個小而快的干擾出現在電源上時POR不應發出復位,因為這種干擾并不會影響處理器的工作。但是,比較長的小干 擾和短的或長的大幅度干擾都會給處理器造成問題。因此,最好的方法是采用一種POR,它可以同時監視進入電源電壓的干擾的幅度和持續時間,并以此來決定是否發出復位。最終目標是真實反映處理器自身的行為,只在需要的時候發出復位,而在處理器正常工作的時候不應該去復位它。圖2是一條摘自MAX6381/MAX6382數據手冊的曲線,它描述了能夠觸發復位的電源電壓上的干擾幅度/間隔。這條曲線說明,MAX6381/MAX6382在監視到電源電壓低于規定門限100mV的持續時間至少到10ms才會觸發復位。
一旦電源電壓回到門限以上,POR定時器只在一個預定的間隔之后才會撤消復位信號。
有些處理器提供雙向復位引腳―不僅可以通過該引腳接收復位信號,并且還可以通過它發送復位。粗看起來,一個具有開漏輸出的POR似乎可以滿足這種條件。然而,還有其他問題,因為處理器必須確定是它自己,還是外部器件發出的復位。有必要采用一個專為此條件配置的POR(參見MAX6314數據手冊)。
圖2. POR是否產生復位與干擾的幅度和持續時間有關。
確定POR門限電壓―單電源處理器
如何確定正確的POR門限電平,以及對于該電平精度的要求,常常沒有被正確地認識。為了使設計者對于這項任務的細節有一個更清晰的了解,我們以一個處理器為例來說明這個問題,假定該處理器保證正確工作于3.3V
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