外加電壓檢測復(fù)位電路設(shè)計(jì)方案

一、引言

外加電壓檢測復(fù)位電路在電子系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)電源電壓低于某個(gè)閾值時(shí)，該電路能夠自動檢測并復(fù)位系統(tǒng)，以防止因電壓過低而導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定或數(shù)據(jù)丟失。本文將詳細(xì)介紹外加電壓檢測復(fù)位電路的設(shè)計(jì)方案，包括主控芯片的選型及其在設(shè)計(jì)中的作用。

二、主控芯片選型

在選擇主控芯片時(shí)，我們需要考慮多個(gè)因素，如功耗、復(fù)位閾值、封裝形式以及是否需要額外的功能（如延時(shí)復(fù)位、人工復(fù)位等）。以下是一些常用的主控芯片型號及其特點(diǎn)：

1. PIC單片機(jī)

• 型號：多種型號，如PIC16F系列、PIC18F系列等

• 特點(diǎn)：部分型號內(nèi)部包含掉電復(fù)位（BOR）功能，但復(fù)位門檻電壓固定不可更改。對于需要靈活設(shè)置復(fù)位門檻的應(yīng)用，可選擇外加電壓檢測復(fù)位電路。

• 作用：作為系統(tǒng)的主控芯片，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序并監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)電源電壓低于設(shè)定閾值時(shí)，通過外加電壓檢測復(fù)位電路觸發(fā)復(fù)位操作。

2. HT70XX系列芯片

• 型號：HT70XX（具體型號如HT7025、HT7033等）

• 特點(diǎn)：采用CMOS工藝制造的電源欠壓檢測器，具有低功耗、高精度等特點(diǎn)。封裝形式包括三腳直插式封裝和貼片式封裝。

• 作用：作為電壓檢測復(fù)位電路的核心芯片，能夠檢測電源電壓并輸出復(fù)位信號。當(dāng)電源電壓低于設(shè)定閾值時(shí)，觸發(fā)復(fù)位操作。

3. IMP809/IMP811芯片

• 型號：IMP809、IMP811

• 特點(diǎn)：低功耗CMOS監(jiān)控電路，能夠監(jiān)視電源電壓并提供復(fù)位信號。IMP811還包含人工復(fù)位功能。

• 作用：不僅具備電壓檢測復(fù)位功能，還能提供延時(shí)復(fù)位和人工復(fù)位等額外功能。適用于對復(fù)位要求較高的應(yīng)用。

4. MAX707/MAX708芯片

• 型號：MAX707、MAX708

• 特點(diǎn)：CMOS電源監(jiān)測復(fù)位芯片，能夠監(jiān)控電源電壓并產(chǎn)生復(fù)位輸出信號。同時(shí)提供電源故障比較器功能。

• 作用：在電源電壓降至設(shè)定閾值以下時(shí)觸發(fā)復(fù)位操作。此外，還能通過電源故障比較器功能為即將到來的電源掉電提供預(yù)警。

5. BL8506芯片

• 型號：BL8506

• 特點(diǎn)：高精度、極低功耗的電壓檢測器。工作電壓范圍廣（0.7V至10V），適合系統(tǒng)復(fù)位應(yīng)用。

• 作用：作為電壓檢測復(fù)位電路的核心芯片，能夠精確檢測電源電壓并在低于設(shè)定閾值時(shí)觸發(fā)復(fù)位操作。

6. CN301芯片

• 型號：CN301

• 特點(diǎn)：極低功耗的電池電壓檢測芯片，特別適合單節(jié)或多節(jié)鋰電池等電池電壓檢測。具有遲滯功能，能夠消除電源噪聲或負(fù)載突變引起的檢測輸出紊亂。

• 作用：用于電池供電系統(tǒng)的電壓檢測復(fù)位電路，能夠精確檢測電池電壓并在低于設(shè)定閾值時(shí)觸發(fā)復(fù)位操作。

三、電路設(shè)計(jì)

1. 外接分立元件電壓檢測復(fù)位電路

   該電路利用分立元器件（如穩(wěn)壓管、電阻等）搭建電壓檢測復(fù)位電路。當(dāng)電源電壓（VDD）下降到某一門檻值時(shí)，三極管截止，使MCLR端電平變低，迫使單片機(jī)復(fù)位。門檻值可根據(jù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓（Vz）和電阻值（R1、R2）進(jìn)行調(diào)整。

2. 外接專用芯片電壓檢測復(fù)位電路

   以HT70XX系列芯片為例，該電路利用專用芯片搭建電壓檢測復(fù)位電路。HT70XX系列芯片能夠檢測電源電壓并在低于設(shè)定閾值時(shí)輸出復(fù)位信號。電路簡單可靠，適用于多種應(yīng)用場景。

3. 外接帶延時(shí)的專用芯片電壓檢測復(fù)位電路

   以IMP809芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復(fù)位功能，還能提供延時(shí)復(fù)位功能。在電源上電、掉電和跌落期間，IMP809能夠產(chǎn)生不低于140ms的復(fù)位脈沖。這有助于確保系統(tǒng)在復(fù)位過程中有足夠的時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定操作。

4. 外接帶人工復(fù)位的專用芯片電壓檢測復(fù)位電路

   以IMP811芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復(fù)位和延時(shí)復(fù)位功能，還能提供人工復(fù)位功能。通過外接按鈕開關(guān)或邏輯電路，可以手動觸發(fā)復(fù)位操作。這適用于需要人工干預(yù)的應(yīng)用場景。

5. 外接帶電源故障告警的專用芯片電壓檢測復(fù)位電路

   以MAX707/MAX708芯片為例，該電路不僅具備電壓檢測復(fù)位功能，還能提供電源故障比較器功能。通過監(jiān)視電源電壓并輸出預(yù)警信號，可以為即將到來的電源掉電做好充分的準(zhǔn)備（如保存必要的數(shù)據(jù)等）。

四、設(shè)計(jì)步驟

1. 確定復(fù)位門檻電壓：根據(jù)系統(tǒng)要求確定復(fù)位門檻電壓值。這通常取決于單片機(jī)的最低工作電壓和系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求。

2. 選擇主控芯片：根據(jù)復(fù)位門檻電壓、功耗、封裝形式以及額外功能需求選擇合適的主控芯片。

3. 設(shè)計(jì)電路：根據(jù)所選芯片的特點(diǎn)和電路要求設(shè)計(jì)電壓檢測復(fù)位電路。這包括選擇合適的元器件、確定電路連接方式以及調(diào)整電路參數(shù)等。

4. 測試與驗(yàn)證：搭建電路并進(jìn)行測試，確保電路能夠正確檢測電源電壓并在低于設(shè)定閾值時(shí)觸發(fā)復(fù)位操作。同時(shí)，驗(yàn)證電路的穩(wěn)定性和可靠性。

5. 優(yōu)化與改進(jìn)：根據(jù)測試結(jié)果對電路進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

五、結(jié)論

外加電壓檢測復(fù)位電路在電子系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。通過選擇合適的主控芯片并設(shè)計(jì)合理的電路，可以確保系統(tǒng)在電源電壓低于設(shè)定閾值時(shí)能夠自動復(fù)位，從而防止系統(tǒng)不穩(wěn)定或數(shù)據(jù)丟失。本文介紹了多種主控芯片型號及其特點(diǎn)，并提供了電路設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。希望這些內(nèi)容能夠?yàn)樽x者在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)外加電壓檢測復(fù)位電路時(shí)提供有益的參考。