低功耗微处理器监控电路的设计与应用

在电子设备的设计中，微处理器（µP）的稳定运行至关重要。为了确保µP在各种复杂环境下都能可靠工作，我们需要借助监控电路来保障其正常运行。今天，我们就来详细探讨一下MAXIM公司的MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列超低电流微处理器监控电路。

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一、产品概述

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列监控电路将电压监控、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。

1. 工作原理

当监控电压低于工厂预设的复位阈值电压、手动复位被触发或看门狗定时器超时，这些设备会输出复位信号。复位输出在VCC上升到复位阈值以上且手动复位释放后，会保持至少一个最小超时时间。

2. 产品特性

• 超低功耗：典型供应电流仅170nA，有效延长电池供电设备的续航时间。
• 多种复位阈值：复位阈值从+1.575V到+4.625V，以约100mV的增量提供，满足不同应用需求。
• 多种复位超时选项：提供六种最小复位超时选项，从10ms到1200ms不等，可根据实际情况灵活选择。
• 手动复位功能：支持手动复位输入，方便操作人员进行复位操作。
• 看门狗定时器：部分型号（MAX6864 - MAX6869）具备看门狗定时器，可监控WDI输入的活动，防止代码执行错误。
• 抗短瞬态干扰：对短VCC瞬态具有免疫力，确保在复杂电磁环境下稳定工作。
• 多种复位输出选项：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选项，方便与不同的电路进行接口。
• 无需外部组件：简化了电路设计，降低了成本和电路板空间。
• 小封装：采用5引脚SOT23封装，节省电路板空间。
• 引脚兼容：MAX6861/MAX6862/MAX6863与TPS3836/TPS3837/TPS3838引脚兼容，方便进行替换。

二、引脚说明

不同型号的引脚功能有所差异，下面为大家详细介绍各型号的引脚功能。

1. MAX6854/MAX6855/MAX6856

引脚	名称	功能
1	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当VCC低于选定的复位阈值或MR被拉低时，RESET从高电平变为低电平，并在VCC超过复位阈值且MR释放后保持低电平一段时间。
2, 4	GND	接地
3	MR	低电平有效手动复位输入。将MR拉低可触发复位，复位输出在MR保持低电平和释放后一段时间内保持有效。
5	VCC	电源电压输入，用于VCC复位监控。对于噪声较大的系统，建议在VCC和GND之间连接一个0.1µF的电容进行旁路。

2. MAX6858/MAX6860

引脚	名称	功能
1, 2	I.C.	内部连接，为提高抗干扰能力，可将其连接到GND。
3	GND	接地
4	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当VCC低于选定的复位阈值时，RESET从高电平变为低电平，并在VCC超过复位阈值后保持低电平一段时间。
5	VCC	电源电压输入，用于VCC复位监控。对于噪声较大的系统，建议在VCC和GND之间连接一个0.1µF的电容进行旁路。

3. MAX6861/MAX6862/MAX6863

引脚	名称	功能
1	CT	复位超时选择输入。将CT连接到低电平可选择D1复位超时输出周期，连接到高电平（通常为VCC）可选择D3复位超时周期。
2	GND	接地
3	MR	低电平有效手动复位输入。将MR拉低可触发复位，复位输出在MR保持低电平和释放后一段时间内保持有效。
4	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当VCC低于选定的复位阈值或MR被拉低时，RESET从高电平变为低电平，并在VCC超过复位阈值且MR释放后保持低电平一段时间。
5	VCC	电源电压输入，用于VCC复位监控。对于噪声较大的系统，建议在VCC和GND之间连接一个0.1µF的电容进行旁路。

4. MAX6864/MAX6865/MAX6866

引脚	名称	功能
1	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当VCC低于选定的复位阈值、MR被拉低或看门狗定时器超时，RESET从高电平变为低电平，并在VCC超过复位阈值、MR释放或看门狗定时器超时后保持低电平一段时间。
2	GND	接地
3	MR	低电平有效手动复位输入。将MR拉低可触发复位，复位输出在MR保持低电平和释放后一段时间内保持有效。
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超时，触发复位。
5	VCC	电源电压输入，用于VCC复位监控。对于噪声较大的系统，建议在VCC和GND之间连接一个0.1µF的电容进行旁路。

5. MAX6867/MAX6868/MAX6869

引脚	名称	功能
1	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超时，触发复位。
2	GND	接地
3	MR	低电平有效手动复位输入。将MR拉低可触发复位，复位输出在MR保持低电平和释放后一段时间内保持有效。
4	RESET	低电平有效开漏或推挽式复位输出。当VCC低于选定的复位阈值、MR被拉低或看门狗定时器超时，RESET从高电平变为低电平，并在VCC超过复位阈值、MR释放或看门狗定时器超时后保持低电平一段时间。
5	VCC	电源电压输入，用于VCC复位监控。对于噪声较大的系统，建议在VCC和GND之间连接一个0.1µF的电容进行旁路。

三、应用场景

该系列监控电路适用于多种便携式和电池供电设备，如PDA、手机、MP3播放器、寻呼机、葡萄糖监测仪和患者监护仪等。这些设备通常对功耗和稳定性有较高要求，MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列监控电路正好满足这些需求。

四、设计注意事项

1. 复位超时周期选择

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860/MAX6864 - MAX6869的复位超时周期是固定的，而MAX6861/MAX6862/MAX6863可通过CT引脚选择10ms或150ms（最小）的复位超时周期。在选择复位超时周期时，需要根据具体应用场景和系统要求进行合理选择。

2. 瞬态抗干扰

该系列监控电路对短持续时间的电源瞬态或干扰具有一定的免疫力。从典型工作特性中的“最大VCC瞬态持续时间与复位阈值过驱动”图可以看出，在曲线下方的区域，设备通常不会产生复位脉冲。一般来说，100mV的VCC瞬态持续时间为40µs或更短时，不会导致复位。

3. 逻辑兼容性接口

开漏式RESET输出可用于与其他逻辑电平的µP进行接口。在连接时，通常将连接到RESET的上拉电阻连接到IC的VCC输入所监控的电源电压。但在某些系统中，也可使用开漏输出将监控电源的电平转换为另一个电源电压供电的复位电路。需要注意的是，随着监控器的VCC降低，IC在RESET处吸收电流的能力也会下降。

4. 确保RESET在VCC = 0V时有效

当VCC低于1.1V时，RESET的电流吸收能力会急剧下降，连接到RESET的高阻抗CMOS逻辑输入可能会漂移到不确定的电压。在大多数应用中，由于大多数µP和其他电路在VCC低于1.1V时不工作，因此这不会产生问题。但在某些应用中，如果需要RESET在VCC降至0V时仍然有效，可以在MAX6854/MAX6858/MAX6861/MAX6864/MAX6867的推挽式输出的RESET和GND之间添加下拉电阻，以吸收任何杂散泄漏电流，保持RESET低电平。需要注意的是，外部下拉电阻不能用于开漏式复位输出。

5. 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，而不是简单地将看门狗输入脉冲设置为高 - 低 - 高或低 - 高 - 低。这样可以避免陷入死循环，防止看门狗定时器在循环内不断复位，从而使看门狗能够正常超时并触发复位或中断。

五、订购信息

该系列产品提供多种型号可供选择，具体型号可根据复位阈值、复位超时周期和看门狗超时周期等需求进行选择。标准版本通常有库存，订购增量为2500件；非标准版本订购增量为10,000件，具体可用性可联系厂家咨询。产品提供有铅和无铅封装，订购无铅封装时，将“-T”替换为“+T”即可。

总之，MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列超低电流微处理器监控电路以其低功耗、多功能和小封装等优点，为电子设备的稳定运行提供了可靠的保障。在实际设计中，我们需要根据具体应用需求合理选择型号和参数，并注意相关的设计注意事项，以确保电路的性能和稳定性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。