Запуск микроконтроллера (сброс в начальное состояние).

Подключение питания.

 

Микроконтроллер часто применяется в аппаратуре, где его напряжение пи­тания может оказаться ниже оптимального. В качестве источников питания могут использоваться батареи, выпрямители переменного тока с фильтра­ми, генераторы постоянного тока. Это означает, что микроконтроллерам при­ходится работать с разными значениями входных сигналов и взаимодейство­вать с устройствами, работающими с различными логическими уровнями. Поэтому микроконтроллеры специально проектируются для использования в таких суровых условиях, которые для многих других электронных устройств являются неприемлемыми.

К счастью, большинство микроконтроллеров нормально работают в широ­ком диапазоне внешних условий. Единственное, на что следует обратить вни­мание при разработке приложения, - это развязка питающего напряжения. Как правило, для развязки используется танталовый конденсатор емкостью 0,1мкФ, который подключается как можно ближе выводам питания. Этот кон­денсатор обеспечит повышенный выходной ток при переходных процессах, предохраняя аппаратуру отложных сбросов и искажения данных. Таким обра­зом простое включение конденсатора избавит вас от множества проблем.

 

 

При любом применении микроконтроллера важно быть уверенным, что он ра­ботает в допустимых окружающих условиях. Запуск микроконтроллера должен иметь место только тогда, когда установилось требуемое напряжение питания.

Как правило, устройства, использующие микроконтроллеры, должны на­чинать работу при включении питающего напряжения. Чтобы быть уверен­ным, что запуск микроконтроллера произойдет, когда напряжение питания дос­тигло заданного стабильного значения, используют схему, показанную на рис.2. 10.

В этой схеме сигнал RESET на входе микроконтроллера становится актив­ным (принимает значение логического 0) приблизительно через 22 мс (вре­мя задержки Td = 2,2 RC) после включения питания. Этого времени доста­точно для стабилизации напряжения питания и установки требуемой частоты тактового генератора прежде, чем начнет работать микроконтроллер.

Кнопка RESET используется в процессе разработки устройства для сбро­са микроконтроллера в начальное состояние. При отладке устройства очень полезно иметь возможность выполнения сброса, чтобы обеспечить повтор­ный запуск микроконтроллера. Резистор сопротивлением 100 Ом, который включен последовательно с конденсатором, служит для ограничения тока разряда конденсатора в момент сброса (заряженный конденсатор является источником большого тока, когда он закорачивается на «землю»). Эта схема может быть использована для запуска микроконтроллеров, у которых сигнал RESET имеет высокий активный уровень (например, микроконтроллер 8051), путем инвертирования напряжения на конденсаторе (например, с помощью микросхемы типа 7404).

 

Рис. 2.10 - Схема формирования сигнала запуска RESET.

 

Для некоторых микроконтроллеров можно удалить RC-цепь в схеме за­пуска, так как внутри них имеется схема, обеспечивающая задержку включе­ния (пуск тактового генератора и начало выполнения первой команды про­граммы). В этом случае схема запуска может быть упрошена, как показано на рис. 2.11. Посмотрев на эту схему, вы, возможно, подумаете, что схему можно еще более упростить, просто подключив вывод RESET к шине питания Vdd. Это верно, но использовать такое включение следует только после того, как схема будет полностью отлажена. Однако при этом целесообразно включить токоограничивающий резистор, чтобы иметь возможность повторного запус­ка путем закорачивания вывода RESET на «землю».

Эти схемы сброса лучше всего использовать в случаях, когда гарантирова­но поддержание напряжения питания в рабочем диапазоне. Для питания многих устройств используются батареи, напряжение которых падает с течением времени. По мере падения напряжения могут возникать нарушения в работе устройства, так как напряжение отключения для одних приборов достигается раньше, чем для других.

Для решения этой проблемы существуют устройства - мониторы пита­ния, которые следят за уровнем напряжения Vcc/Vdd. Если это напряжение падает ниже определенного уровня (обычно 4.5В), то вырабатывается сигнал RESET. Как правило, такие мониторы питания содержат схему задержки и работают аналогично описанной выше RC-схеме запуска. Они монтируются в такой же корпус, как трехвыводной транзистор.

 

Рис. 2.11 - Модифицированная схема RESET.