本文摘要:80C51单片机的POR(PmverOnReset)本质上是上电延时退时,即针对单片机在上电延时期间处于退时状态。

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80C51单片机的POR(PmverOnReset)本质上是上电延时退时,即针对单片机在上电延时期间处于退时状态。为什么每次单片机接电源都要加上一定的延迟时间?分析如下。1.单片机及其应用电路每次上电过程中的上电和断电定时,由于同一电源电路中一般没有不同容量的滤波电容,单片机在其电源槽VCC和VSS之间感应到的电源电压值VDD由低到低逐渐减小。这个过程的持续时间一般为1 ~ 100 ms(称为tsddrise)。

上电延迟taddrise定义为电源电压从10% vdd降至90% vdd所需的时间,如图1右图所示。当单片机的电源电压下降到适合内部振荡电路工作的范围并稳定后,时钟振荡器开始启动过程(包括偏移、启动、瞄准和稳定)。这个过程的持续时间一般为1 ~ 50 ms (tOSC)。

起始时间延迟tOSC的定义是时钟振荡器输入信号的高电平超过Vih1所需的时间。也可以从图1右边的实际测量图看出。这里的Vih1是单片机电气特性中的一个常见参数,代表XTALl和RST槽上的输出逻辑高电平。

举个例子,对于比较少见的单片机AT89C5l和at89c 5l型号,厂商的Vih1值为0.7VDD ~ VDD0.5V,理论上讲,单片机每次上电和退役所需的最短延时不应该大于treset。这里,treset等于上电延迟taddrise和启动时间tOSC之和,如图1右图所示。本质上,延迟一个treset往往太多,不需要保证单片机有一个好的开始。当微控制器最初通电时,第一个投入运行的功能部件是去激励电路。

去废电路使单片机处于去废状态,并保持一个延时(称为TRST),以给出电源电压下降稳定的等待时间;电源电压稳定后,再次投入延时,给时钟振荡器一个从启动到稳定的等待时间;在单片机开始转入运行之前,至少要延迟2个机器周期的延迟,如图2右图所示。2上电断电电路3上述一系列延时是利用单片机RST槽上外部RC支路的电池时间形成的。

典型的去激励电路如图3(a)的右图所示,其中电阻和电容值是从完整的手册中获得的。经过一系列的延时,单片机开始根据时钟源的工作频率转入长时间的程序运行状态。从图2右图中的测量曲线可以同时看到四条曲线:VDD、弗斯特、XTAL2和ALE。

电源电压和振荡器输入信号稳定后,等待较长时间后释放RST信号,使CPU解体,取消瞄准状态;一旦RST信号被释放,就可以立即在ALE时隙上检测到连续脉冲信号。因为标准的80C51的退位逻辑非常简单,而且只有一个退位源(相对于新的单片机,退位源比较单一),所以必须通过在独立许愿脚RST上产生一定时间宽度的高电平信号来构建退位活动和各种原因导致的退位状态的转换。

标准80C5l不仅浪费源单一,而且没有设计内部上电浪费的延时功能,需要借助外部阻容支路减少延时环节,如图3(a)右图所示。但是外部电阻R还是可以省略的,因为有些CMOS MCU芯片没有现成的下拉电阻Rrst。

比如AT89系列的Rrst电阻在50 ~ 200 K左右;P89V51Rx2系列的Rrst电阻约为40 ~ 225k,如图4右图所示。因此,在图3(a)的基础上,上电禁止延迟电路也可以简化为图3(b)右图中的修改电路(其中电容器c的电容也适当增加)。单片机每次断电后,延时电容C上的电荷应立即放电,以便进行试运行
因此,当在图3(a)的基础上增加静电二极管d时,通电延迟电路变成如图3(c)右图所示的改进电路。也就是说,只有RC支路的电池过程对电路来说是简单的,放电过程不仅是多余的,也不会带来潜在的危害。

因此,为了消除隐患,可以选择静电二极管D来大大延长静电持续时间。二极管D只有在单片机断电的瞬间(即VCC无穷大大于0V,可视为VCC对地短路)才闭合一条线,平时仍处于反向偏置积累状态。

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