超低功耗微处理器监控电路：MAX6854 - MAX6869系列解析

在电子设备的设计中，微处理器（µP）的稳定运行至关重要。而微处理器监控电路能够保障µP在各种复杂的电源环境下正常工作，避免出现代码执行错误等问题。今天要给大家介绍的是MAXIM公司的MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列超低功耗微处理器监控电路。

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一、产品概述

该系列产品将电压监测、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，典型工作电流仅为170nA，非常适合对功耗要求苛刻的应用场景。无论监测电压低于预设的复位阈值、手动复位信号有效，还是看门狗定时器超时，这些器件都会发出复位信号，确保微处理器能够及时恢复到已知状态。

二、关键特性

2.1 复位阈值和超时选项

复位阈值电压从+1.575V到+4.625V，以约100mV的增量提供多种选择，工程师可以根据实际需求进行灵活配置。同时，每个器件都提供六种最小复位超时选项，从10ms到1200ms不等，满足不同系统的复位时间要求。

2.2 手动复位和看门狗定时器

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6861 - MAX6869具备手动复位输入功能，方便操作人员或外部逻辑电路触发复位操作。而MAX6864 - MAX6869则提供了看门狗定时器，可监测WDI输入的活动情况，防止代码执行错误。看门狗超时选项有3.3s或209s（典型值）可供选择。

2.3 复位输出类型

该系列产品提供推挽式低电平有效、推挽式高电平有效和开漏式低电平有效三种复位输出类型，可根据具体的系统设计需求进行选择。

2.4 其他特性

超低的170nA（典型值）电源电流，有效降低系统功耗；对短时间的VCC瞬态干扰具有较强的抗干扰能力；保证在VCC低至+1.1V时复位信号仍然有效；无需外部组件，简化了电路设计；采用小型5引脚SOT23封装，节省电路板空间；部分型号（MAX6861/MAX6862/MAX6863）与TPS3836/TPS3837/TPS3838引脚兼容，方便进行替换升级。

三、应用领域

由于其低功耗和多功能的特点，该系列产品广泛应用于各种便携式和电池供电设备，如PDA、手机、MP3播放器、寻呼机等。同时，在医疗设备领域，如葡萄糖监测仪和患者监护仪中也有出色的表现。

四、电气特性

4.1 电源电流

在不同的电源电压和工作状态下，电源电流有所不同。例如，当VCC > VTH且无负载、复位输出无效时，VCC = 5.0V时典型电源电流为210nA；VCC = 3.3V时为190nA；VCC = 1.8V时为170nA。而当VCC < VTH且无负载、复位输出有效时，电源电流为7 - 15µA。

4.2 复位阈值和滞后

复位阈值电压在VCC下降时具有一定的精度，其误差范围为±2.5%。复位阈值滞后为0.5 - 15%VTH，确保复位信号的稳定和可靠。

4.3 复位超时和延迟

复位超时周期根据不同的选项（D1 - D6）从10ms到2400ms不等。VCC到复位的延迟时间在VCC以10mV/µs的速率从（VTH + 100mV）下降到（VTH - 100mV）时约为40µs。

4.4 输出电压

复位输出电压在不同的电源电压和负载电流下有明确的规定。例如，当VCC ≥ 1.1V、I SINK = 50µA且复位信号有效时，RESET输出低电平电压V OL ≤ 0.3V。

五、引脚说明

不同型号的产品引脚功能略有差异，但主要包括复位输出（RESET）、接地（GND）、手动复位输入（MR）、电源输入（VCC）和看门狗输入（WDI，部分型号）等。例如，MAX6854/MAX6856的RESET引脚为低电平有效开漏或推挽式复位输出；MR引脚为低电平有效手动复位输入，内部通过10kΩ电阻上拉到VCC。

六、详细设计考虑

6.1 复位输出

微处理器的复位输入需要确保其在已知状态下启动。该系列产品的复位输出在VCC低至1.1V时仍然有效，能够有效防止在电源上电、掉电和欠压情况下的代码执行错误。当VCC低于复位阈值时，复位输出会根据不同的输出类型（低电平或高电平）进行相应的变化，并在VCC超过复位阈值后保持一段时间的复位状态。

6.2 手动复位

手动复位功能为系统提供了额外的灵活性。通过将MR引脚拉低，可以触发复位操作。复位信号在MR保持低电平时有效，并在MR变为高电平后保持一段时间的复位超时周期。在实际应用中，如果不需要手动复位功能，可以将MR引脚悬空或连接到VCC。

6.3 看门狗定时器

对于MAX6864 - MAX6869型号，看门狗定时器能够监测微处理器的活动。如果微处理器在看门狗超时周期内没有对WDI输入进行高低电平的切换，内部看门狗定时器将超时，触发复位操作。在程序设计中，可以在不同的位置设置和复位看门狗输入，避免出现死循环导致看门狗定时器无法超时的问题。

6.4 复位超时选择

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860/MAX6864 - MAX6869的复位超时周期是固定的，而MAX6861/MAX6862/MAX6863则可以通过CT引脚选择10ms或150ms（最小）的复位超时周期。在复位超时周期进行过程中改变选择，需要等到当前周期结束后才会更新。

6.5 瞬态抗干扰能力

该系列产品对短时间的电源瞬态干扰具有较强的抗干扰能力。通过典型工作特性中的“最大VCC瞬态持续时间与复位阈值过驱动”曲线可以看出，在一定的瞬态幅度和持续时间范围内，器件通常不会产生复位脉冲。一般来说，100mV的VCC瞬态持续时间在40µs或更短不会导致复位。

6.6 逻辑兼容性

开漏式复位输出可以用于与其他逻辑电平的微处理器进行接口。将开漏输出连接到0 - 5.5V的电压上，通过上拉电阻可以实现电平转换。但需要注意的是，随着监控电路的VCC降低，其在RESET引脚的灌电流能力也会下降。

6.7 确保复位信号有效性

当VCC低于1.1V时，推挽式复位输出的灌电流能力会急剧下降。为了确保在VCC低至0V时复位信号仍然有效，可以在RESET和GND之间添加下拉电阻，但开漏式复位输出不能使用这种方法。

七、选型和订购信息

该系列产品提供了丰富的选型选项，工程师可以根据复位输出类型、手动复位、看门狗定时器和CT引脚等功能需求进行选择。在订购时，需要根据实际需求插入复位阈值后缀、复位超时周期对应的数字以及看门狗超时周期对应的字母（仅MAX6864 - MAX6869）。标准版本的样品库存通常较多，订购增量为2500件；非标准版本的订购增量为10000件，具体可用性需要联系厂家咨询。同时，产品提供有铅和无铅两种封装，订购无铅封装时将“ - T”替换为“ + T”即可。

八、总结

MAX6854 - MAX6869系列超低功耗微处理器监控电路以其丰富的功能、低功耗和小型化封装等优势，为电子工程师在设计微处理器系统时提供了一个可靠的解决方案。无论是在便携式设备还是医疗设备等领域，这些器件都能够有效地保障微处理器的稳定运行。在实际应用中，工程师需要根据具体的系统需求，合理选择复位阈值、超时周期和输出类型等参数，同时注意一些设计细节，如瞬态抗干扰、逻辑兼容性和复位信号有效性等问题，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？欢迎在评论区分享交流。