MAX6821/MAX6825：低电压SOT23微处理器监控器的详细解析

在电子设备的设计中，微处理器监控电路对于保障系统的可靠性和稳定性起着至关重要的作用。今天我们就来深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX6821 - MAX6825系列低电压微处理器（µP）监控电路。

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一、产品概述

MAX6821 - MAX6825系列将电压监控、看门狗定时器和手动复位输入功能集成在一个5引脚的SOT23封装中。与分立的集成电路或离散组件相比，这些微处理器监控电路极大地提高了系统的可靠性和准确性。该系列产品能够监控从 +1.8V 到 +5.0V 的电压，并且保证在 (V_{CC}) 低至 +1.0V 时输出状态仍然正确。

这个系列有多种型号可供选择，不同型号在功能上略有差异。例如，MAX6821、MAX6822 和 MAX6823 都有手动复位输入和看门狗定时器；MAX6824 有看门狗定时器以及推挽式的 RESET 和 RESET；MAX6825 有手动复位输入以及推挽式的 RESET 和 RESET。

二、产品特点

2.1 电压监控范围广

能够监控 +1.8V、+2.5V、+3.0V、+3.3V、+5.0V 的电源，适应多种不同的供电需求。这使得它在不同的应用场景中都能发挥作用，比如在一些需要低电压供电的便携式设备，以及需要较高电压的工业控制器中都可以使用。

2.2 复位超时延迟

具有 140ms（最小）的复位超时延迟，确保在电源电压恢复正常后，系统有足够的时间进行复位操作，避免因瞬间的电压波动而频繁复位。

2.3 看门狗定时器

部分型号（MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6824）具有 1.6s 的看门狗超时周期，用于监控代码执行错误。如果微处理器在规定时间内没有对看门狗输入进行操作，就会触发复位，保证系统的稳定运行。大家在实际应用中，有没有遇到过因为代码执行错误而导致系统崩溃的情况呢？

2.4 手动复位输入

MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6825 都具备手动复位输入功能，方便操作人员在需要时手动复位系统。这在调试或维护过程中非常实用。

2.5 三种复位输出选项

提供推挽式 RESET、推挽式 RESET 和开漏式 RESET 三种复位输出选项，满足不同的接口需求。设计人员可以根据具体的电路设计选择合适的复位输出方式。

2.6 低电压可靠性

保证在 (V{CC}= +1.0V) 时复位仍然有效，并且对短时间的负 (V{CC}) 瞬变具有免疫力，增强了系统在复杂电源环境下的可靠性。

2.7 无需外部组件

该系列产品无需外部组件，减少了电路板的空间占用和成本，同时也降低了设计的复杂度。

2.8 小封装

采用小型的 5 引脚 SOT23 封装，适合对空间要求较高的应用场景，如便携式设备等。

三、应用领域

• 机顶盒：保障机顶盒在运行过程中的稳定性，避免因电源波动或代码错误导致死机等问题。
• 计算机和控制器：为计算机和各类控制器提供可靠的复位和监控功能，确保系统的正常运行。
• 嵌入式控制器：在嵌入式系统中，对微处理器进行实时监控，提高系统的可靠性和稳定性。
• 智能仪器：保证智能仪器在复杂环境下的准确运行，防止因意外情况导致数据错误或设备故障。
• 关键微处理器监控：对于一些对可靠性要求极高的微处理器应用，该系列产品可以提供有效的监控和保护。
• 便携式/电池供电设备：由于其低电压监控能力和小封装的特点，非常适合用于便携式设备和电池供电设备。

四、引脚配置

该系列产品采用 SOT23 - 5 封装，不同型号的引脚配置略有不同，但主要引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	功能
1	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当 (V_{CC}) 输入低于所选复位阈值、MR 被拉低或看门狗触发复位时，RESET 从高电平变为低电平。
2	GND	接地
3	MR	低电平有效手动复位输入。内部有 50kΩ 上拉电阻到 (V_{CC})，拉低该引脚可强制复位。
4	WDI	看门狗输入。如果 WDI 保持高电平或低电平的时间超过看门狗超时周期，内部看门狗定时器将触发复位。
5	(V_{CC})	电源电压和复位阈值监控输入

五、电气特性

5.1 工作电压范围

不同型号在不同温度范围内的工作电压范围有所不同，例如在 (T_{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 时，工作电压范围一般在 1.2V 到 5.5V 之间。这就要求我们在设计电路时，要根据具体的型号和工作环境来选择合适的电源。

5.2 电源电流

在不同的工作条件下，电源电流也会有所变化。例如，在 (V{CC} = +5.5V) 且无负载，(T{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 时，电源电流最大为 30µA。了解这些参数有助于我们评估系统的功耗。

5.3 复位阈值

该系列产品有九种预编程的复位阈值电压可供选择，具体的阈值电压可以通过后缀字母来确定。例如，后缀为 “L” 时，复位阈值为 4.63V。在实际应用中，我们需要根据系统的要求来选择合适的复位阈值。

5.4 复位超时周期

复位超时周期在不同温度范围内也有所不同，一般在 100ms 到 320ms 之间。这个参数对于确保系统在复位后有足够的时间进行初始化非常重要。

六、应用信息

6.1 看门狗输入电流

当 WDI 未连接时，看门狗定时器会在看门狗超时周期内通过计数器链的低 - 高 - 低脉冲来服务。为了实现最小的看门狗输入电流（即最小的整体功耗），建议在大部分看门狗超时周期内将 WDI 保持低电平，并在超时周期的前 7/8 内脉冲一次低 - 高 - 低来复位看门狗定时器。如果在大部分超时周期内将 WDI 外部驱动为高电平，最多可能有 160µA 的电流流入 WDI。大家在实际设计中，有没有考虑过如何优化看门狗输入电流呢？

6.2 与双向复位引脚的微处理器接口

由于 MAX6822 的 RESET 输出是开漏式的，它可以很容易地与具有双向复位引脚的微处理器（如摩托罗拉 68HC11）接口。通过一个上拉电阻将微处理器监控器的 RESET 输出直接连接到微控制器的 RESET 引脚，允许任何一个设备触发复位。

6.3 负向 (V_{CC}) 瞬变

这些监控器对短时间的负向 (V{CC}) 瞬变（毛刺）相对免疫，通常不需要整个系统关闭。在电源上电、掉电和欠压条件下，会向微处理器发出复位信号。典型工作特性图显示了 MAX6821 - MAX6825 的最大 (V{CC}) 瞬变持续时间与复位阈值过驱动的关系，从中可以看出，随着瞬变幅度的增加，最大允许的脉冲宽度会减小。一般来说，一个低于复位阈值 100mV 且持续时间为 20µs 或更短的 (V_{CC}) 瞬变通常不会触发复位脉冲。

6.4 看门狗软件考虑

为了让看门狗定时器更紧密地监控软件执行，可以在程序的不同点设置和复位看门狗输入，而不是简单地脉冲看门狗输入高 - 低 - 高或低 - 高 - 低。这种技术可以避免陷入死循环，因为在死循环中看门狗定时器会不断被复位，导致看门狗无法超时。但这种方案会导致比在大部分超时周期内将 WDI 保持低电平并定期脉冲低 - 高 - 低更高的时间平均 WDI 输入电流。

七、总结

MAX6821 - MAX6825 系列低电压微处理器监控电路以其丰富的功能、广泛的应用范围和良好的电气特性，为电子工程师在设计微处理器监控电路时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和工作环境，合理选择型号、引脚配置和复位阈值等参数，同时注意看门狗输入电流、与微处理器的接口以及软件设计等方面的问题，以确保系统的可靠性和稳定性。大家在使用该系列产品的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。