上電復(fù)位電路參數(shù)分析

01絮絮叨叨

今天在焊接完板子后，發(fā)現(xiàn)用ST-Link可以檢測(cè)到芯片，但是下載卻失敗。

后面使用STM32CubeProgrammer連接芯片的時(shí)候提示，復(fù)位失敗，看到這里趕緊檢查原理圖，發(fā)現(xiàn) 復(fù)位電路電阻和電容畫(huà)反了 ?。。?/p>

找到這個(gè)問(wèn)題后，有點(diǎn)不能接受，這么簡(jiǎn)單的電路就沒(méi)使用之前的電路了，直接動(dòng)手畫(huà)，結(jié)果真的栽在這里了！

反思之后決定詳細(xì)分析復(fù)位電路的原理，弄清楚原理之后，以后就算從頭開(kāi)始也不會(huì)出錯(cuò)了！于是有了這篇文章。

02復(fù)位電路簡(jiǎn)述

復(fù)位電路的應(yīng)該稱為 上電復(fù)位電路 ，其主要是在單片機(jī)上電后產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的低電平脈沖信號(hào)，使單片機(jī)復(fù)位到默認(rèn)狀態(tài)。

下圖是一個(gè)經(jīng)典的STM32復(fù)位電路，電路非常簡(jiǎn)單：由一個(gè)10K的電阻和一個(gè)100nF的電容構(gòu)成。芯片復(fù)位腳接到RST，系統(tǒng)上電后產(chǎn)生一個(gè) 低電平脈沖。 手動(dòng)復(fù)位只需在電容兩端并聯(lián)一個(gè)按鍵即可。

03復(fù)位電路原理

上面的復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)就是一個(gè) RC重放電電路 。在系統(tǒng)上電時(shí)，電源電壓從零逐漸加到VCC，由于電容兩端電壓不能突變。電流通過(guò)電阻限流緩慢給電容充電，充電時(shí)間由R1和C1參數(shù)決定。

在充電過(guò)程中，RST電壓逐步增加經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，RST引腳處于高電平。

RST引腳在上電時(shí)逐漸上升的電壓經(jīng)過(guò)內(nèi)部的施密特觸發(fā)器后，低于其閾值為低電平，當(dāng)電容逐漸充電，電壓高于觸發(fā)閾值時(shí)為高電平，系統(tǒng)啟動(dòng)。

04復(fù)位電路參數(shù)計(jì)算

在上面提到，復(fù)位電路的原理是通過(guò)RC電路給電容充電，RST兩端的電壓變化，經(jīng)過(guò)施密特觸發(fā)器后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理。

我們只需要知道上面的施密特觸發(fā)閾值和復(fù)位最低時(shí)間即可計(jì)算出復(fù)位電路參數(shù)。

查找手冊(cè)，STM32復(fù)位時(shí)間最低為20us，引腳低電平觸發(fā)閾值（VIL最大值）為0.8V。假設(shè)電源電壓為3.3V，帶入數(shù)據(jù)到電容充放電公式。

可計(jì)算出RC乘積大于 3.6*10^-5 即可滿足要求。

在文章最開(kāi)頭的復(fù)位電路中，RC值為10^-3，遠(yuǎn)大于RC要求最小值。經(jīng)過(guò)計(jì)算上述電路，在3.3V條件下，升到0.8V需要的時(shí)間為1.417ms。完全滿足設(shè)計(jì)要求，我們也可以使用其他相近參數(shù)的元件進(jìn)行替代，可以達(dá)到同樣的效果。

05結(jié)語(yǔ)

需要注意的是對(duì)于STM32是低電平復(fù)位，但是 有的芯片是高電平復(fù)位 （比如51單片機(jī)），其復(fù)位原理與上面相同，只是把電阻和電容的位置換一下。