STM32內(nèi)部自帶了一個可編程電壓檢測器(PVD)，對VDD的電壓進(jìn)行監(jiān)控可以通過電源控制寄存器PLS[ 2:0 ]位來設(shè)置監(jiān)控電壓的閥值，這樣通過與VDD電壓比較達(dá)到了監(jiān)控電壓的目的。

文章被收錄于專欄：二貓の家

第一部分。單片機(jī)簡介

MSC-51單片機(jī)指以8051為核心的單片機(jī)，由美國的Intel公司在1980年推出，80C51是MCS-51系列中的一個典型品種;其它廠商以8051為基核開發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。

單片機(jī)：在一片集成電路芯片上集成微處理器(CPU)、存儲器(ROM和RAM)、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機(jī)，即單片機(jī)(single chip Microcomputer)也叫微控制器(MCU)。

CPU( Central Processing Unit )：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器;

RAM( Random-Access Memory )：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù);

ROM (Read-Only Memory)：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格;

I/O(input/output)口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出;

T/C (timer/counter)：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式;

數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低

單片機(jī)為TTL電平： 高 +5V 低 0V

RS232電平：計算機(jī)的串口 高 -12V 低+12V

所以計算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232等其他芯片

數(shù)字電路的點(diǎn)評特性據(jù)定了他只能用二級制：

二進(jìn)制邏輯運(yùn)算，與或非和異或

電源控制狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)中的PVDO用來表明VDD是高于還是低于PVD的電壓閥值。當(dāng)VDD下降到PVD閥值以下或VDD上升到PVD閥值之上時，通過外部中斷16線上升或下降邊沿觸發(fā)設(shè)置，產(chǎn)生PVD中斷。在中斷處理函數(shù)中做相應(yīng)的保護(hù)措施。

具體由以下圖片和表格所示。

圖1：閥值與PVD輸出關(guān)系

表：具體寄存器參數(shù)

下面對上面的圖片和表格中的數(shù)據(jù)做一個簡要的解釋：

(1)

PVD = Programmable Votage Detector 可編程電壓監(jiān)測器

它的作用是監(jiān)視供電電壓，在供電電壓下降到給定的閥值以下時，產(chǎn)生一個中斷，通知軟件做緊急處理。在給出表格的上半部分就是可編程的監(jiān)視閥值數(shù)據(jù)。當(dāng)供電電壓又恢復(fù)到給定的閥值以上時，也會產(chǎn)生一個中斷，通知軟件供電恢復(fù)。

供電下降的閥值與供電上升的PVD閥值有一個固定的差值，這就是表中的VPVDhyst(PVD遲滯)這個參數(shù)，通過列出的PVD閥值數(shù)據(jù)可以看到這個差別。引入這個差值的目的是為了防止電壓在閥值上下小幅抖動，而頻繁地產(chǎn)生中斷。

(2)

POR = Power On Reset 上電復(fù)位;

PDR = Power Down Reset 掉電復(fù)位。

POR的功能是在VDD電壓由低向高上升越過規(guī)定的閥值之前，保持芯片復(fù)位，當(dāng)越過這個閥值后的一小段時間后(圖中的"滯后時間"或表中的"復(fù)位遲滯")，結(jié)束復(fù)位并取復(fù)位向量，開始執(zhí)行指令。這個閥值就是表中倒數(shù)第4行(min=1.8，typ=1.88，max=1.96)。

PDR的功能是在VDD電壓由高向低下降越過規(guī)定的閥值后，將在芯片內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)位，這個閥值就是表中倒數(shù)第3行(min=1.84，typ=1.92，max=2.0)。

(3)

當(dāng)可以看到POR比PDR大了0.04V，這就是表中倒數(shù)第2行，VPDRhyst(PDR遲滯)=40mV。

(4)

當(dāng)VDD上升越過POR閥值時，內(nèi)部并不馬上結(jié)束復(fù)位，而是等待一小段時間(Reset temporization)，這就是表中的最后一行TRSTTEMPO，它的典型數(shù)值是2.5ms。

這個滯后時間是為了等待供電電壓能夠升高到最低可靠工作電壓以上，我們看到POR閥值最小只有1.8V，最大也只有1.96V，都低于數(shù)據(jù)手冊中給出的最低可靠工作電壓2.0V，所以這個滯后時間是十分必要的，如果供電電壓上升緩慢，尤其是從1.8V升到2.0V以上超過1~2.5ms，則很可能造成上電復(fù)位后MCU不能正常工作的情況。

(5)

BOR，即Brown-out reset，欠壓復(fù)位。

主要用于單片機(jī)因為電源電壓供電中電壓波動或者有較大負(fù)載造成過流?？梢栽O(shè)置一個電壓閾值，當(dāng)電壓低于閾值時單片機(jī)產(chǎn)生中斷，高于閾值時也產(chǎn)生中斷，另外還有機(jī)制使閾值允許在某個范圍內(nèi)波動，避免電壓在閾值附近波動時造成連續(xù)中斷。以Microchip的單片機(jī)為例，在驗證是本人用的是PIC16F877-20I/L。這該單片機(jī)是工業(yè)版本，工作溫度范圍為-40°C至+85°C。采用16MHz時鐘時，電源范圍為+4.0V至+5.5V。模塊內(nèi)部的工作電壓(V1)是+5V。顯示器顯示的是，單片機(jī)(V2)上的虛假電量電壓約為+1.5V。

還有其他兩種情況，“RAM數(shù)據(jù)保持電壓(VDR)”為+1.5V，“典型值”。“VDD啟動電壓”(VPOR)以確保內(nèi)部上電復(fù)位為0V，“典型值”。將所有這些情況加在一起可以告訴我們，該設(shè)備處于危險區(qū)域之內(nèi)。由于電壓遠(yuǎn)高于此電壓，因此無法預(yù)期上電復(fù)位(VPOR)。此外，由于虛假電量處于RAM保持電壓下，因此也無法預(yù)期的欠壓會使設(shè)備保持活動狀態(tài)(VDR)。誰知道設(shè)備的其余部分在做什么?

為什么打開BOR可以解決此問題?欠壓復(fù)位觸發(fā)規(guī)范(VBOR)的范圍是+3.7V至+4.35V，典型值為+4.0V。虛假電量電平遠(yuǎn)低于BOR的觸發(fā)電壓。問題解決了。但是，為什么微控制器在實驗室中可以正常工作并以許多次電源循環(huán)正常運(yùn)行仍然是個謎。