在单片机领域中,重置电路(Reset Circuit)也被称为复位电路(Reset)或复位电源(Reset Power Supply),用来确保单片机在启动过程中的正常运行。本文将从以下几个方面详细阐述单片机中何谓复位。
复位是单片机启动过程中的一项关键操作,使单片机能够在正确的状态下进行操作,保证产品质量及工作可靠。当单片机启动时,处理器中的程序计数器(Program Counter, PC)将指向第一个可执行指令。此时,任何产生异常的事件都可能导致单片机启动崩溃或运行结果不可预期。为避免这种情况的发生,需要在单片机启动时对其进行复位。在执行复位操作时,单片机的清零电路会将内部寄存器、存储器和外围设备的寄存器等全部清零,以确保单片机处于某种可确知状态。
由于复位操作是单片机启动过程中的一项必需操作,因此,单片机中的复位电路是之前设置的,以确保单片机从刚开始就能够启动时刻工作可靠。如果复位电路出现故障,会影响全部单片机的正常工作,因此,在设计单片机的复位电路时,必须特别注意。
根据复位电路所连接的电源和复位元器件的不同,复位电路可以分为两类,分别为:基于电源复位和基于外部元器件复位。
基于电源复位的电路是一种最简单的复位电路。在这种电路中,复位线所连接的是单片机芯片上的复位引脚和系统中的正电源。当正电源电压不足时,复位电路便会将单片机进行复位操作。此种类型的复位电路成本较低、使用方便,但是,其可靠性并不高,很容易发生复位信号干扰或误动等问题。
基于外部元器件复位的电路可靠性较高,元器件需要连接到单片机的RST复位端口上,它是通过一个独立的复位电路,并在电路设计时对其进行合理的调试和选型。在这种复位电路中,单片机的复位引脚将与外部元器件进行连接,通过这种外部电路可以有效避免因复位信号干扰造成的数据的丢失。此种类型的复位电路的主要作用就是确保单片机在正常情况下进行复位。
实现复位电路最常见的方式是通过芯片内部集成的“复位电路”,这种方式可以使复位电路的设计更加简单,实现起来也更加容易,其原理如下:
在单片机内部的PLL时钟倍频器、全部I/O、数据/地址线、系统总线、AD/DA转换器、TIM外设等内部模块均有其独立的电源控制。整个单片机面对复位时,所有内部模块和外围设备必须处于同一偏移。通过对单片机内部的复位电路进行调试和测试,可以进一步减少单片机复位时的数据丢失或损坏风险。
机中的复位引脚是通过搭载在单片机芯片上的引脚,在芯片设计时或者PCB设计时进行实现的。复位引脚能够有效的保证单片机在正常情况下运行。
在单片机中,使用复位电路时,一般会通过复位按键进行操作,即按下按钮后,单片机就会处于复位状态,并且进行复位操作。复位按钮可以使单片机重新启动,并且根据复位电路的设计,单片机中所有的寄存器、数据存储区、IO口和计时功能等都将被清零。在完成复位操作后,单片机应该能够正常进入启动状态,并且恢复到其最初的工作状态。