MAX690 - MAX695微处理器监控电路：为系统稳定保驾护航

在微处理器系统的设计中，电源监控和电池控制功能至关重要，它们直接影响着系统的可靠性和稳定性。MAX690 - MAX695系列微处理器监控电路就是为此而生的优秀解决方案，下面我们就来详细了解一下。

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一、概述

MAX690系列监控电路极大地简化了微处理器系统中电源监控和电池控制所需的组件复杂度和数量。它集成了多种功能，如微处理器复位、备用电池切换、看门狗定时器、CMOS RAM写保护以及电源故障警告等，相比使用单独的集成电路或分立组件，能显著提高系统的可靠性和准确性。

二、产品分类及功能

8引脚封装产品（MAX690、MAX692、MAX694）

这类产品提供四大主要功能：

1. 复位输出：在电源上电、掉电以及欠压情况下，输出复位信号，确保微处理器能正确复位。
2. 电池备份切换：为CMOS RAM、CMOS微处理器或其他低功耗逻辑电路提供电池备份切换功能，保证数据的安全性。
3. 看门狗定时器：若在规定时间内未对可选的看门狗定时器进行触发操作，将输出复位脉冲，防止系统出现软件或硬件故障导致的死机。
4. 电压阈值检测：具备1.3V阈值检测器，可用于电源故障警告、低电池检测或监控非+5V的电源。

16引脚封装产品（MAX691、MAX693、MAX695）

除了具备8引脚封装产品的所有功能外，还增加了以下特性：

1. 写保护功能：可对CMOS RAM或EEPROM进行写保护，防止在电源不稳定时数据被错误写入。
2. 可调节的复位和看门狗超时时间：用户可以根据实际需求灵活调整复位和看门狗定时器的超时时间。
3. 独立输出指示：提供独立的输出信号，用于指示看门狗超时、备用电池切换以及低VCC状态。

三、产品特性

功能集成与空间节省

MAX690 - MAX695系列通过集成多种监控功能，有效节省了电路板空间，同时为基于微处理器的系统提供了全面的保护。

高精度电压监控

不同型号的产品具有不同的电压监控阈值，如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的阈值为4.65V，而MAX692、MAX693的阈值为4.40V，能满足不同系统的需求。

灵活的时间延迟设置

具备50ms、200ms或可调节的电源正常/复位时间延迟，以及100ms、1.6s或可调节的看门狗定时器超时时间，方便用户根据系统特点进行配置。

电池备份与低功耗

支持电池备份电源切换功能，且在电池备份模式下功耗极低，仅1µA的待机电流，有效延长了电池寿命。

芯片使能信号保护

板载的芯片使能信号门控功能，可防止在低VCC事件期间向RAM写入错误数据，保护数据的完整性。

四、电气特性

工作电压范围

不同型号的产品在VCC和VBATT的工作电压范围上有所差异，例如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的VCC工作电压范围为4.75 - 5.5V，VBATT为2.0 - 4.25V；MAX692、MAX693的VCC工作电压范围为4.5 - 5.5V，VBATT为2.0 - 4.0V。

输出电压与电流

VOUT输出电压会根据不同的负载电流和工作模式有所变化，在电池备份模式下，当IOUT = 250µA且VCC < VBATT - 0.2V时，VOUT接近VBATT。同时，不同负载电流下的电源电流也有所不同，如IOUT = 1mA时，电源电流为2 - 5mA；IOUT = 50mA时，电源电流为3.5 - 10mA。

复位与看门狗定时器

复位电压阈值因型号而异，如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的复位电压阈值典型值为4.65V，MAX692、MAX693为4.4V。看门狗定时器的超时时间可根据不同的配置进行调整，内部振荡器模式下有长周期和短周期可选，外部时钟模式下也有相应的时钟周期要求。

五、引脚描述

不同引脚具有不同的功能，例如：

• VCC：+5V输入引脚，为芯片提供电源。
• VBATT：备用电池输入引脚，若不使用备用电池，可将其连接到地。
• VOUT：内部会将VCC或VBATT中较高的电压切换到该引脚输出，使用时需连接0.1µF或更大的旁路电容以确保稳定性。
• RESET：复位输出引脚，当VCC低于复位电压阈值或VBATT输入电压时，该引脚输出低电平，且在VCC恢复到正常电压后，会保持一段时间的低电平。
• WDI：看门狗输入引脚，是一个三电平输入，若在看门狗超时时间内未进行切换操作，会触发复位脉冲。

六、典型应用

MAX691、MAX693、MAX695应用

在典型应用中，CMOS RAM由VOUT供电，当5V电源正常时，VOUT内部连接到VCC；当VCC低于电池电压时，VOUT连接到VBATT。若需要更大的输出电流，可添加外部PNP晶体管。此外，该系列产品还具备复位输出、电源故障检测、RAM写保护和看门狗定时器等功能，能有效保障系统的稳定运行。

MAX690、MAX692、MAX694应用

这三款8引脚产品与16引脚产品功能类似，但在一些方面有所简化，如没有BATT ON输出驱动外部晶体管，也不包含芯片使能门控电路。不过，在许多系统中，由于微处理器复位线的低电平输入可防止在电源上电和掉电瞬态期间向RAM写入数据，因此CE门控并非必需。

七、详细工作原理

电池切换与VOUT

电池切换电路会比较VCC和VBATT的电压，将VOUT连接到较高的电压源。切换发生在VCC下降到比VBATT高50mV，以及VCC上升到比VBATT高70mV时，同时具备20mV的迟滞，以防止在VCC缓慢下降或接近电池电压时出现频繁快速切换。

复位输出

RESET是一个低电平有效输出，当VCC低于复位电压阈值时，该引脚输出低电平，并在VCC恢复到正常电压后保持一段时间的低电平，以确保微处理器能正确复位。

CE门控与RAM写保护

MAX691/MAX693/MAX695通过两个引脚控制CMOS RAM的芯片使能或写输入。当VCC正常时，CE OUT跟随CE IN；当VCC低于复位阈值时，CE OUT强制为高电平，防止在电源不稳定时向RAM写入错误数据。

1.3V比较器与电源故障警告

电源故障输入（PFI）与内部1.3V参考电压进行比较，当PFI电压低于1.3V时，电源故障输出（PFO）输出低电平，可用于中断微处理器，以便在VCC下降到危险水平之前将数据存储到RAM中。

看门狗定时器与振荡器

看门狗电路监控微处理器的活动，若在选定的超时时间内未对看门狗输入（WDI）进行切换操作，将生成一个50ms（MAX694为200ms）的复位脉冲。看门狗超时时间可根据不同的配置进行调整，内部振荡器和外部时钟都可用于设置超时时间。

八、应用提示

电源故障检测器的其他用途

电源故障检测器可用于在VCC下降到4.85V时触发系统复位，也可用于过压检测和电池状态监测。

增加迟滞

通过在PFO输出和PFI输入之间连接一个电阻，可给电源故障比较器增加迟滞，提高系统的稳定性。

看门狗输入驱动电路

可通过三态缓冲器驱动WDI来实现看门狗功能的程序控制，但这种方法可能存在软件故障导致无法检测微处理器故障的问题。更好的方法是通过调整看门狗超时时间来适应不同的系统需求。

九、订购信息

MAX690 - MAX695系列产品提供多种温度范围和引脚封装选择，包括8引脚塑料DIP、16引脚塑料DIP、16引脚宽SO和CERDIP等，用户可根据实际需求进行选择。

总之，MAX690 - MAX695系列微处理器监控电路凭借其丰富的功能、灵活的配置和低功耗特性，为微处理器系统的电源监控和电池控制提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们可以根据具体的系统需求选择合适的型号和配置，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。