电子常识
微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(TImer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。
MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线,二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定,这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。MCU需要访问传感器时,先要发出一个8位的寄存器指针?然后再发出传感器的地址,(7位地址,低位是WR信号)。传感器中有3个寄存器可供MCU使用,8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。主程序会不断更新传感器的配置寄存器,这会使传感器工作于单步模式,每更新一次就会测量一次温度。
要读取传感器测量值寄存器的内容,MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号,接着发出传感器地址,然后将RD/WR管脚设为高电平,就可以读取测量值寄存器。
复位监控器件,主要可以大大提高MCU的复位性能,其原理是通过确定 的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作效,保证数据安全。
一般的人使用的阻容复位稳定性极差,常常有按了复位没反应,要按一段时间才能复位的经历。而且如果使用上电复位时,容易产生复位不成功。电容的温度性比较敏感,在特殊环境中,复位的电平宽度变化十分大,造成芯片不动作,或者在强干扰下误动作。
所以要使用复位芯片来设计产品,况且很多复位芯片带有I2C的E2PROM,看门狗之类,价格也不高。大大节省了电路。
Catalyst半导体公司1985年成立,总部位于美国加州的桑尼维尔(Sunnyvale)。Catalyst半导体的质量方针是为用户提供高质量、前沿的非易失性存储器器件。它致力于模拟/混合信号可编程器件的开发和销售,Catalyst半导体主要应用在LCD模块、数码相机、汽车照明、手机、飞机照明、DIMM模块、机顶盒和无线局域网等产品和场所。
MCU都有一个最低工作电压限制,当电源电压跌落到低于MCU所要求的最低值时,MCU工作可能发生混乱,造成程序跑飞,引起整机死机、误动作等现象。因此,我们必须在MCU电源电压下降到其要求的最低工作电压以前将MCU复位,当电源电压恢复时再消除复位信号,使MCU正常工作。
在电源上电或电源电压跌落到某一程度时,复位芯片检测到一个低于规定值的电压,于是输出端产生一个低电平复位信号,当电压升高至某一正常值后,复位芯片不再输出低电平信号。
下面对上述两款芯片的工作原理和应用电路做详细说明:
一、MC34064
内部电路框图
MC34064芯片内部电路含有一个阈值电压十分精确的施密特触发器,抗干扰能力很强。
以上两图是输入电压VCC与RESET输出的对应关系,触发器的阈值电压分别是4.59V和4.61V。
应用电路
系统一上电或系统电源电压跌落到某一规定值时,复位芯片输出一个低电平复位信号,使MCU在电源电压低于某一规定值时处于复位状态,当电源电压达到规定值以上时,复位芯片输出将变为高阻状态,此时,电源通过R对C充电;当电压升高到一定值时(各种MCU有些差异)MCU正常工作。
因为MCU对复位信号的持续时间有要求,复位信号必须大于10μs才可使MCU复位,所以在34064的RESET输出端接入一R、C延时电路,延时时间t计算方法为:
t=RC×ln[1/(1-Vth/Vin)]
式中Vth是MCU的复位信号电平值,一般为0~0.1V。我们公司通常取R为12KΩ,C为0.47μf,则:
t=12×103×0.47×10-6×ln[1/(1-0.1/5)]
≈100μs
RESET信号波形为:
二、 KIA7042
内部电路框图
KIA7042是一个作用于电源通断时提供精确复位信号的专用芯片,动作电压为4.2V。其应用电路和产生的波形和34064相似,设计时可以参考34064的内容。
三、在设计的过程中可将34064的复位电路作为优选电路,选用型号为MC34064P-5,也可用MC34164P-5代用。
四、对于一些MCU如MC68HC05SR3,由于本身带有低电压复位功能因此不再需要另外的复位IC,只要外接R、C即可!R、C的大小可以根据有关芯片的资料来选取。应用电路如下:
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