基礎 再看51微控制器復位電路

2021-09-19 19:08:52 字數 1640 閱讀 9883

在第9引腳接個持續2us的高電平就可以實現。

51微控制器要復位只需要在第9引腳接個高電平持續2us就可以實現【注】1,系統上電啟動的時候復位一次,當按鍵按下的時候系統也會復位。

在電路圖中,電容的的大小是10uf,電阻的大小是10k。

在5v正常工作的51微控制器中小於1.5v的電壓訊號為低電平訊號,而大於1.5v的電壓訊號為高電平訊號。所以根據下文公式[注]2,可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍,即電容兩端電壓為3.5v、電阻兩端電壓為1.5v時,需要的時間約為t=rc=10k*10uf=0.1s。

也就是說在微控制器上電啟動的0.1s內,電容兩端的電壓從0-3.5v不斷增加,這個時候10k電阻兩端的電壓為從5-1.5v不斷減少(串聯電路各處電壓之和為總電壓),所以rst引腳所接收到的電壓是5v-1.5v的過程,也就是高電平到低電平的過程。

微控制器rst引腳是高電平有效,即復位;低電平無效,即微控制器正常工作。所以在開機0.1s內,微控制器系統rst引腳接收到了時間為0.1s左右的高電平訊號,所以實現了自動復位。

在微控制器啟動0.1s後,電容c兩端的電壓持續充電為5v,這是時候10k電阻兩端的電壓接近於0v,rst處於低電平所以系統正常工作。當按鍵按下的時候,開關導通,這個時候電容兩端形成了乙個迴路,電容被短路,所以在按鍵按下的這個過程中,電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移,電容的電壓在0.1s內,從5v釋放到變為了1.5v,甚至更小。根據串聯電路電壓為各處之和,這個時候10k電阻兩端的電壓為3.5v,甚至更大,所以rst引腳又接收到高電平。微控制器系統自動復位。

【注】

1.時鐘週期即晶振的單位時間發出的脈衝數,晶振頻率為12mhz時,12mhz=12×10的6次方,即每秒發出12000000個脈衝訊號,那麼發出乙個脈衝的時間就是時鐘週期,即1/12微秒。乙個機器週期等於12個時鐘週期,所以是1微秒。51微控制器的復位週期至少是兩個機器週期,也就是說,保持rst引腳兩個機器週期以上的高電平(2us)就可以了。

2.電容的充放電時間計算公式:

假設有電源vu通過電阻r給電容c充電,v0為電容上的初始電壓值,vu為電容充滿電後的電壓值,vt為任意時刻t時電容上的電壓值,那麼便可以得到如下的計算公式:        

如果電容上的初始電壓為0,則公式可以簡化為:       

由上述公式可知,因為指數值只可能無限接近於0,但永遠不會等於0,所以電容電量要完全充滿,需要無窮大的時間。  

備註:exp是高等數學裡以自然常數e為底的指數函式,e是乙個常數為2.71828

當t = rc時,vt = vu*(1-e^(-1)) = vu * (1 - 1/e) = 0.63vu

當t = 2rc時,vt = 0.86vu;  

當t = 3rc時,vt = 0.95vu;   

當t = 4rc時,vt = 0.98vu; 

當t = 5rc時,vt = 0.99vu;

可見,經過3~5個rc後,充電過程基本結束。  

當電容充滿電後,將電源vu短路,電容c會通過r放電,則任意時刻t,電容上的電壓為: 

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