μp监控芯片在单片机中有哪些应用

现代科技领域对电子产品的要求越来越高，微处理器（如单片机、DSP）系统的稳定性和抗干扰能力是电子工程师面临的一大难题，监控技术就是解决这一难题的有效手段之一。单片机多用于工业自动化系统中，工业自动化系统是不允许“死机”的，否则有可能造成事故或重大损失。而单片机在运行过程中，因受到来自于电源以及周围环境的干扰，往往使程序运行“错位”而进入死循环。这时必须由片外的硬件电路使单片机复位，再重新启动，进入正常状态。

这一类硬件电路通常称之为“看门狗”电路。早些年，并无这类专用电路，大多是由一些门电路或555电路构成的定时器来执行这一功能，不仅电路复杂，且性能也不理想。在电子产品中运用监控IC已成为当今的设计潮流，而用 RC阻容元件和小规模数字集成芯片构成的监控电路逐渐被摒弃。近些年来，已生产出这类专用的系列芯片，而且它们还具有多种功能，集看门狗、电源门限、电压监控、可靠性复位等于一身。体积小且性价比高，这类芯片统称为μp监控芯片。

μP是MicroProcessor的缩写，μP监控最初仅是电压监测，后来看门狗、数据保护、电池切换等功能也归入监控电路，在国内已被很多工程师采用，广泛应用在通信、能源、电力、工控以及消费类产品等各个领域。几乎有微处理器的应用就有相应的μP监控电路，μP监控电路已广泛应用于计算机 、工业控制、通信、家用电器、仪器仪表等领域。

上表为部分μp监控芯片性能，其对应的封装形式见下图。它们都是8脚双列型，有直插式和贴片式等几种封装，管脚相同，性能类同。

表中的电源门限表示当电源电压低于该值时，监控芯片将会引起单片机复位而停止工作，直到电源电压上升到门限电压以上时，才能重新启动单片机进入正常工作状态。因为单片机及外围芯片的电源电压过低时，将会引起系统工作不稳定，芯片的这一功能给系统的正常工作提供了多一层的保障。复位脉宽是指单片机在任何情况下造成的复位再重新启动时必须有一个一定宽度（约为200ms）的复位脉冲以保证单片机可靠的复位，而一般的电路难以做到这一点。复位状态是指复位脉冲是以低电平出现还是高电平出现，以适应不同的单片机。看门狗时间是指单片机死循环的最长时间，超过这个时间，芯片会使单片机复位，再重新启动进入正常状态。电压监控是指当被监控的电压掉到某一值时（可调），将会引起芯片的PFO的反脚输出低电平而使CPU产生外部中断，单片机执行某规定的中断程序对某些数据及变量实施保护。

μp监控芯片的应用实例

上图为μp监控芯片应用于MCS-51系列的例子。因CPU采用51系列中的89C51，复位脉冲要求高电平，由表可知，应选IMP813L监控芯片（若选用另外两种，则须在该芯片⑦脚处加一个反相器）。因看门狗时间为1.6s，故必须在1.6s以内使该芯片的WDI脚（第⑥脚）改变一次电平（由高变低或由低变高，由89C51的P3.4脚实施），俗称“喂狗”一次。当程序胡乱运行时，由于不能按时“喂狗”，则看门狗定时器溢出，WDO的反变为低电平，通过二极管Dl（也可省去Dl，而直接相连）使MR也变为低电平，看门狗定时器被清零，同时复位输出端RST输出一个正脉冲（200ms）使89C51可靠地复位，并重新启动进入正常工作状态。由此可知，在89C51编程时，务必在1.6s内“喂狗”一次。按下键A可手动复位。IMP813L的电源门限为4.65V。当VCC低于该电压时，RST输出高电平，89C51停止工作，直到电压升至4.65V以上时。RST仍保持200ms高电平后再下降，使单片机可靠复位而进入正常工作状态。

PFI是电压监控输入端，其监控值为1.25V。高于该值时，输出脚PFO的反为高电平；低于该值时变为低电平，触发89C51外中断INTO，执行中断子程序，将某些要紧的数据及变量值存入到片外的有备用电池的RAM芯片中（图中略）。PFI的输入电压由R1、R2分压而得，正常供电时，稳压块7805输入端直流电压约为+10V，当停电时，该片电压迅速下降。若我们要求下降到7.5V时开始保护，则可以算出Rl：R2=（7.5-1.25）；1.25=5：1。若R2取2kΩ，则Rl取l0kΩ。虽然电源电压下降速度快，但单片机的运行速度更快，故在很短的时间里，单片机仍可以完成一定的工作。

上图为μP监控芯片应用于MCS-96系列，CPU采用80C196KB，因该系列芯片的复位脉冲RST的反为低电平，故应选择IMP705或IMP706芯片。MCS-96系列芯片本身自带看门狗，但看门狗时间很短（10～20ms），通常不用。但有时为保险起见而与外看门狗同时使用。工作原理及过程同51系列，此处不再赘述。