由于有如此多的微處理器和微控制器制造商集成了片上監(jiān)控電路，您可能想知道為什么分立式看門(mén)狗，上電復(fù)位，處理器伙伴和監(jiān)控芯片仍然蓬勃發(fā)展。

快速回答一個(gè)簡(jiǎn)單的功能，如重置可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。不同的應(yīng)用對(duì)微控制器（MCU）的啟動(dòng)和斷電順序施加了非常不同的條件;外部獨(dú)立監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以為集成單位提供一層保證。

本文介紹了可用于確保處理器不會(huì)進(jìn)入未知狀態(tài)或在不需要時(shí)重置的處理器配套芯片。它比較了這些通用部件的功能和優(yōu)點(diǎn)，這些通用部件幾乎可以連接到任何具有復(fù)位或高電平中斷的MCU。

本文將研究簡(jiǎn)單的上電復(fù)位，電壓監(jiān)控和看門(mén)狗功能。后續(xù)文章將討論智能復(fù)位，系統(tǒng)管理器，智能開(kāi)/關(guān)控制器，多電壓監(jiān)控器，順控器以及具有非易失性和電池供電的實(shí)時(shí)時(shí)鐘和存儲(chǔ)器的器件。

上電復(fù)位

提供重要服務(wù)的最簡(jiǎn)單功能是上電復(fù)位。這些部件向設(shè)計(jì)人員保證，如果輸入電壓不穩(wěn)定且高于某個(gè)預(yù)定閾值，系統(tǒng)將不會(huì)過(guò)早上電。片狀復(fù)位脈沖持續(xù)時(shí)間不足以滿(mǎn)足處理器的最小脈沖寬度，可能導(dǎo)致處理器從一開(kāi)始就失控。

選擇正確的上電復(fù)位時(shí)，您有選項(xiàng)和固定約束。例如，固定約束可能是有效的高或低復(fù)位脈沖，必須與處理器的復(fù)位或中斷級(jí)別配對(duì)。您施加的約束是重置超時(shí)和閾值級(jí)別。

許多上電復(fù)位使用電壓電平監(jiān)控。電壓監(jiān)控的附加功能越來(lái)越重要，因?yàn)檩^低電壓微電腦取決于電池功率和/或環(huán)境能量收集以監(jiān)控或控制真實(shí)世界狀況。功率穩(wěn)定性是關(guān)鍵，因?yàn)殡妷涸降停瑢?duì)噪聲的敏感度越高。 5 V處理器可能看不到RF發(fā)射器鍵控的影響，但1.8 V處理器可能會(huì)，特別是如果能量?jī)?chǔ)備很低。

毫無(wú)疑問(wèn)，微控制器制造商在添加模擬比較器和運(yùn)算放大器方面做得非常出色，如果功率過(guò)低，可以用它們觸發(fā)有序關(guān)機(jī)。然而，如果沒(méi)有保持大量的數(shù)字邏輯和模擬模塊存活，微型電流可以以更少的電流睡眠。通常，小型離散監(jiān)控器可以比微處理器消耗更少的電流并保持良好的模擬分辨率。

許多低成本部件都是固定用于特定電壓的系統(tǒng)。 Maxim提供了一種非常易于使用的器件。 Maxim MAX699CWE +低成本，上電復(fù)位和看門(mén)狗控制器（圖1），專(zhuān)為5 V系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，提供低電平有效復(fù)位脈沖，上電，斷電和低壓掉電條件。這種固定功能的看門(mén)狗功能取決于來(lái)自微型的穩(wěn)定脈沖序列。如果看門(mén)狗芯片沒(méi)有看到脈沖超過(guò)一秒鐘，則發(fā)出復(fù)位脈沖。

圖1：Maxim的低成本上電復(fù)位和看門(mén)狗芯片的非常基本的功能是許多人需要確保微控制器不被鎖定的一個(gè)未知或有故障的狀態(tài)。只需一個(gè)外部上拉電阻即可將其與5 V micro連接。

3 V系統(tǒng)的類(lèi)似部件來(lái)自意法半導(dǎo)體及其STM708SM6F監(jiān)控器和看門(mén)狗芯片。與Maxim部分一樣，它具有固定的看門(mén)狗持續(xù)時(shí)間。如果它在1.6秒間隔內(nèi)沒(méi)有看到來(lái)自微型的“我活著”脈沖，它將發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖（典型值為200 ms）。該部分提供雙軌輸出以及電源故障輸出，如果功率下降到可接受的閾值以下，則可以提醒微電腦。如果系統(tǒng)電壓下降，將二極管和電容器放置在微型電壓的VCC上將使它有更多的時(shí)間以有序的方式關(guān)閉（圖2）。

圖2：某些看門(mén)狗上的電源失效選項(xiàng)允許您向微型電腦添加一個(gè)小電荷存儲(chǔ)器，這可以讓它有足夠的時(shí)間在電源故障即將來(lái)臨時(shí)以有序和可恢復(fù)的方式關(guān)閉。

一個(gè)不錯(cuò)的解決方案來(lái)自ADI公司的ADM63xx系列監(jiān)控電路，具有看門(mén)狗和手動(dòng)復(fù)位功能。 ADM6316DZ26ARJZ-R7等器件提供26個(gè)閾值選項(xiàng)，從2.5到5 V，步長(zhǎng)為100 mV，4個(gè)復(fù)位超時(shí)選項(xiàng)，從1 ms到1.12 s。手動(dòng)復(fù)位引腳還通過(guò)可選的開(kāi)漏或推挽式輸出觸發(fā)可靠的復(fù)位脈沖。這些小型SOT 23-5器件功耗低于5μA，具有非常基本的復(fù)位時(shí)序和看門(mén)狗時(shí)序特性（圖3）。

圖3：基本復(fù)位（左）和看門(mén)狗定時(shí)（右）功能跟蹤電壓穩(wěn)定性和固定或用戶(hù)定義的閾值電平。

用戶(hù)級(jí)可調(diào)整性

嘗試使用固定參數(shù)來(lái)適應(yīng)每種情況可能適用于大多數(shù)應(yīng)用程序，但工程師需要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)和調(diào)整，以便從電源中擠出最后一點(diǎn)能量。在這里，可調(diào)節(jié)水平選擇可以幫助。例如，采用SOT-23-5 Intersil ISL88014IH5Z-TK低電平有效，200 ms（最小值）開(kāi)集電極上電復(fù)位，可調(diào)節(jié)或可選擇閾值電平。外部電容可以增加超時(shí)延遲。該器件是雙電壓監(jiān)視器，具有2.5，3，3.3和5 V的可選固定輸入電平，以及可調(diào)節(jié)電平，可降至0.6 V，精度為1.5％。

高低導(dǎo)軌均可用作開(kāi)路集電極，漏極開(kāi)路，推挽式或圖騰柱式輸出。 5.5μA的低電源電流也很有吸引力。 Intersil電壓監(jiān)控器的培訓(xùn)模塊在Digi-Key網(wǎng)站上在線(xiàn)。

ROHM還有一系列上電復(fù)位和看門(mén)狗器件，具有用戶(hù)可選擇的閾值和復(fù)位持續(xù)時(shí)間。諸如BD37A41FVM-TR之類(lèi)的MSOP8高電平有效部件和諸如BD87A34FVM-TR之類(lèi)的低電平有效部件可以檢測(cè)1.9到4.1 V電平。復(fù)位延遲時(shí)間和看門(mén)狗定時(shí)器監(jiān)視器電平可以使用外部電容獨(dú)立設(shè)置。與此類(lèi)器件中的其他器件一樣，5μA通常是電流消耗，1.5％的精度很容易達(dá)到（圖4）。

圖4：具有看門(mén)狗定時(shí)器的ROHM電壓檢測(cè)器IC的高電平有效（BD37A - 左）和低電平有效（BD87A - 右）版本具有可選閾值和用戶(hù)定義的復(fù)位延遲時(shí)間以及通過(guò)外部電容器的看門(mén)狗定時(shí)器延遲。

系統(tǒng)解決方案

雖然許多看門(mén)狗器件使用R/C時(shí)序來(lái)設(shè)置延遲，但Maxim MAX6374KA + T引腳可選看門(mén)狗定時(shí)器采用了一種有趣的方法。該部分有效地使用數(shù)字解復(fù)用器來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)看門(mén)狗功能。

有三個(gè)SET輸入可以綁定到VSS或VCC，以有效地從200μs到60 s中選擇八個(gè)固定或預(yù)設(shè)啟動(dòng)延遲中的一個(gè)，并且看門(mén)狗間隔從30μs到60 s（圖5）。這可能意味著一部分可以針對(duì)特定應(yīng)用硬連線(xiàn)，或者由處理器動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)以在固件可以利用這一點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的監(jiān)督能力。

圖5：基于控制邏輯的時(shí)序選擇允許將一個(gè)部件綁定到特定設(shè)計(jì)或允許更高級(jí)別的動(dòng)態(tài)監(jiān)控功能。例如，如果未發(fā)生定期調(diào)度的監(jiān)視程序事件，則監(jiān)視程序狀態(tài)輸出可以生成高級(jí)別中斷。處理器可以啟動(dòng)恢復(fù)例程并將監(jiān)視器狀態(tài)更改為更長(zhǎng)的時(shí)間段以允許恢復(fù)。如果向處理器發(fā)出較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的看門(mén)狗脈沖，它將知道密鑰進(jìn)程被鎖定且尚未恢復(fù)，并且可以控制更大量的重啟或重啟。

總結(jié)

正如我們所討論的那樣，具有分立的上電復(fù)位和看門(mén)狗可以幫助確保可靠的處理器操作。此外，向配套處理器添加功能允許更高級(jí)別的功能來(lái)保持系統(tǒng)完整性。處理器和配套部件不是由集成的上電復(fù)位和看門(mén)狗推動(dòng)，而是為工程師提供更大的設(shè)計(jì)靈活性。

隨后的文章將研究智能復(fù)位，系統(tǒng)管理器，智能開(kāi)/關(guān)控制器，多電壓監(jiān)控器，順控器以及具有非易失性和電池供電的實(shí)時(shí)時(shí)鐘和存儲(chǔ)器的器件。