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在單片機(jī)的使用中，經(jīng)常會(huì)接觸到復(fù)位電路，它是單片機(jī)最小系統(tǒng)重要的一個(gè)構(gòu)成部分。同樣它也是非常重要的一部分。
復(fù)位就是讓單片機(jī)從初始化狀態(tài)開始重新運(yùn)行，即程序從頭開始執(zhí)行。復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞，直接影響整個(gè)系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠。復(fù)位電路與單片機(jī)的RESET/NRST引腳相連，拿STM32系列單片機(jī)舉例，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，如果RESET引腳電壓低于某一閾值，則單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。單片機(jī)的復(fù)位可分為低電平復(fù)位和高電平復(fù)位，這是由廠家決定的，區(qū)分的方式可以看數(shù)據(jù)手冊，手冊中的復(fù)位章節(jié)會(huì)寫清楚是什么電平復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位可以分為：上電復(fù)位、掉電復(fù)位、軟件復(fù)位、外部手動(dòng)復(fù)位等。
上電復(fù)位：單片機(jī)每次上電都會(huì)給RESET腳一個(gè)復(fù)位信號，讓單片機(jī)從一個(gè)固定的相同狀態(tài)重新開始工作；
掉電復(fù)位：單片機(jī)復(fù)位引腳電壓低于某一閾值電位時(shí)，單片機(jī)會(huì)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。
軟件復(fù)位：程序員執(zhí)行某一特定的復(fù)位指令，來使單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，或者當(dāng)程序在一定時(shí)間失去響應(yīng)的情況下通過看門狗電路控制單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。
外部手動(dòng)復(fù)位可以通過一個(gè)復(fù)位按鍵讓死機(jī)或跑飛的程序重新運(yùn)行。
下面我們一起看一下常見的幾種復(fù)位電路。
圖1
圖2
圖1是最常見的低電平上電復(fù)位原理圖，我們來分析這個(gè)過程，上電前電容兩端電壓為0。上電后，電流從3.3V流經(jīng)電阻、電容到地，由于電容兩端電壓不能突變，所以上電瞬間RESET腳上電壓也為零，并保持一小段時(shí)間低電平，這段時(shí)間觸發(fā)單片機(jī)復(fù)位；隨著時(shí)間推移，電容兩端電壓太高超過某一閾值電位，復(fù)位完成。這個(gè)電阻、電容的取值大小影響到復(fù)位引腳電平的上升時(shí)間（電容的充電時(shí)間）。
圖2 手動(dòng)按鍵復(fù)位原理圖，手動(dòng)按鈕復(fù)位在GND和RESET之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)， RESET腳就會(huì)被GND拉為低電平，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，如果手不松掉，那么會(huì)一直處于復(fù)位狀態(tài)，直至手松掉之后，復(fù)位引腳電平恢復(fù)。
ST單片機(jī)內(nèi)部的復(fù)位波形，上電的時(shí)候VDD大于Vpor并持續(xù)一定的時(shí)間，單片機(jī)脫離復(fù)位狀態(tài)，掉電的時(shí)候Vdd電壓低于Vpdr電壓，單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。
軟件復(fù)位也分兩種，我們可以使用復(fù)位指令，直接使單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，另外一種使用單片機(jī)內(nèi)置看門狗，配置啟動(dòng)看門狗，在主循環(huán)程序中每隔一定地時(shí)間刷新看門狗，俗稱喂狗。如果一定的時(shí)間沒有喂狗，可以認(rèn)為程序跑飛，則看門狗模塊會(huì)復(fù)位單片機(jī)，內(nèi)置看門狗又分窗口看門狗和獨(dú)立看門狗，區(qū)別如下：
時(shí)鐘不同
1、獨(dú)立看門狗：獨(dú)立看門狗使用的是內(nèi)部專門的 40Khz低速時(shí)鐘，不需要使能時(shí)鐘操作。
2、窗口看門狗：窗口看門狗使用的是 PCLK1的時(shí)鐘，使用前需要先使能時(shí)鐘。
中斷不同
1、獨(dú)立看門狗：獨(dú)立看門狗沒有中斷，超時(shí)直接復(fù)位。
2、窗口看門狗：窗口看門狗可以在中斷中做復(fù)位前的函數(shù)操作，比如報(bào)錯(cuò)一些數(shù)據(jù)等。
使用場景不同
1、獨(dú)立看門狗：獨(dú)立看門狗一般用于避免程序跑飛或者死循環(huán)。
2、窗口看門狗：窗口看門狗避免程序不安預(yù)定邏輯執(zhí)行，比如先于理想環(huán)境完成，或者后于極限時(shí)間超時(shí)。
當(dāng)然復(fù)位衍生出來的電路形態(tài)可能不止上述的兩種，但是基本上都是圍繞上述的電路進(jìn)行變換，最后強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，RESET的走線越短越好，復(fù)位電路一定要盡可能靠近MCU， 因?yàn)閺?fù)位電路到單片機(jī)這一段的走線，可能會(huì)引入其他外界因素的干擾，是單片機(jī)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。關(guān)于復(fù)位的內(nèi)容就跟大家分享到這里，大家有沒有遇到過關(guān)于一些復(fù)位引起的問題呢？
