上電復位 ( POR )的任務之一是確保電源剛被打開時，處理器從一個已知的地址開始運行。為此，POR邏輯輸出在處理器電源剛被打開時將處理器鎖定在復位態(tài)。POR的第二個任務是，在以下三件事情完成以前，阻止處理器從已知地址開始運行：系統(tǒng)電源已穩(wěn)定在適當?shù)乃?；處理器的時鐘已經(jīng)建立；以及內(nèi)部寄存器已經(jīng)正確裝載。POR完成這第二個任務的手段是片上定時器，它繼續(xù)在一個預定的時間間隔內(nèi)保持處理器處于復位態(tài)。這個定時器在處理器電源到達規(guī)定的電壓門限后觸發(fā)，設(shè)定時間走完后，定時器終止，并促使POR輸出變?yōu)闊o效，處理器脫離復位態(tài)并開始運行(圖1)。處理器的數(shù)據(jù)手冊會給出所需要的定時器延遲間隔。順便提一下，這個定時器正是POR和一般電壓監(jiān)測器的區(qū)別所在，后者也能以一定的電壓門限監(jiān)視電壓，但不具備定時功能。

　　
圖1. POR保持處理器處于復位狀態(tài)，直到電源電壓超過POR門限，并且經(jīng)過了一個規(guī)定延時。

　　POR良好的抗噪聲干擾能力在監(jiān)視處理器時也是必需的，這也是它和電壓監(jiān)視器的不同之處。當有一個小而快的干擾出現(xiàn)在電源上時POR不應發(fā)出復位，因為這種干擾并不會影響處理器的工作。但是，比較長的小干

擾和短的或長的大幅度干擾都會給處理器造成問題。因此，最好的方法是采用一種POR，它可以同時監(jiān)視進入電源電壓的干擾的幅度和持續(xù)時間，并以此來決定是否發(fā)出復位。最終目標是真實反映處理器自身的行為，只在需要的時候發(fā)出復位，而在處理器正常工作的時候不應該去復位它。圖2是一條摘自MAX6381/MAX6382數(shù)據(jù)手冊的曲線，它描述了能夠觸發(fā)復位的電源電壓上的干擾幅度/間隔。這條曲線說明，MAX6381/MAX6382在監(jiān)視到電源電壓低于規(guī)定門限100mV的持續(xù)時間至少到10ms才會觸發(fā)復位。

一旦電源電壓回到門限以上，POR定時器只在一個預定的間隔之后才會撤消復位信號。

　　有些處理器提供雙向復位引腳―不僅可以通過該引腳接收復位信號，并且還可以通過它發(fā)送復位。粗看起來，一個具有開漏輸出的POR似乎可以滿足這種條件。然而，還有其他問題，因為處理器必須確定是它自己，還是外部器件發(fā)出的復位。有必要采用一個專為此條件配置的POR(參見MAX6314數(shù)據(jù)手冊)。

　　
圖2. POR是否產(chǎn)生復位與干擾的幅度和持續(xù)時間有關(guān)。

　　確定POR門限電壓―單電源處理器

　　如何確定正確的POR門限電平，以及對于該電平精度的要求，常常沒有被正確地認識。為了使設(shè)計者對于這項任務的細節(jié)有一個更清晰的了解，我們以一個處理器為例來說明這個問題，假定該處理器保證正確工作于3.3V ±0.3V電源―更明確地講，也就是從3.00V到3.60V。在選擇電壓門限時，設(shè)計者應遵循下面兩種策略之一。

　　策略之一是確保3.3V電源有足夠的準確度，為此可以選擇一個POR，它的門限加容差完全位于±0.3V范圍以內(nèi)。在此情況下，POR門限位于電源范圍的低端(±3%)和處理器允許電壓范圍的低端之間(圖3a)?；诖瞬呗裕琍OR在電源電壓處于容差以內(nèi)的時候不會發(fā)出復位。但是，當電源電壓跌落到容差以下，而仍然維持在處理器保證正確工作的范圍以內(nèi)時，POR就會發(fā)出復位信號。這樣可以確保在處理器發(fā)生錯誤操作之前(因電壓跌落到保證工作范圍以下)發(fā)出復位。

　　
圖3. 當電源電壓低于規(guī)定的電壓范圍而高于處理器的允許電壓范圍的底線時，為了確保處理器復位，可按圖3a選擇POR門限。然而，選擇一個門限電壓低于處理器允許范圍的POR (圖3b)，則只要電源電壓在此范圍內(nèi)就不會觸發(fā)復位，并允許采用一個更粗容差的電源。

　　根據(jù)這個策略，合適的POR選擇之一是MAX6381中的一個型號，這個型號在整個溫度范圍內(nèi)具有3.00V至3.15V的門限范圍(圖3a)。采用了這種POR，一旦電源跌落到其規(guī)定電壓范圍以下，處理器就會復位，而此時的電源尚未跌落到處理器的規(guī)定電壓范圍以下。另外，由于門限范圍的上限為3.15V，當電源位于其允許范圍以內(nèi)時不會發(fā)生復位。然而，將電源接入處理器時，由于連接器和電路板走線上的電壓降，可能會使處理器上的電壓降到3.15V以下。這種情況下，盡管電源電壓仍在規(guī)定范圍以內(nèi)，復位仍有可能發(fā)生。這時，就有必要選用容差更小的電源或容差更小的POR門限，或兩者兼之。

　　這種設(shè)計方法對于電源上的干擾或噪聲更為敏感，因為電源電壓可能會非常接近于POR門限(取決于POR門限和電源電壓分別位于它們的容差范圍內(nèi)的位置)。因此，該方法適用于干擾和噪聲很小，且電源容差小的系統(tǒng)。

有些設(shè)計者在選擇 POR 門限時會采納第二種不同的策略。他們采用門限低于處理器保證工作電壓(本例中為3.00V)的POR。這就允許處理器工作于允許范圍以內(nèi)的任何電壓下，而不會遭遇復位。它還允許更寬松的電源容差。這些設(shè)計者輕松地假定，在上電期間，電源會連續(xù)地上升到POR門限以上，并穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)的電壓上(本例中為3.20V至3.40V)。并且預期這些會在POR定時器遠未計滿之前就早早發(fā)生。很多時候，設(shè)計者利用有些電源提供的power-OK信號來確定電源是否工作于規(guī)定范圍以內(nèi)。

　　這些設(shè)計者沒有考慮電網(wǎng)欠壓情況的影響。如果發(fā)生電網(wǎng)欠壓，處理器可能會工作在一個低于其最低保證工作電壓的電源下，但暫時仍然在POR門限以上(低于它POR就會發(fā)出復位)。當在這樣的電源電壓范圍內(nèi)工作時，處理器可能會發(fā)生錯誤操作。

　　不同于在處理器允許的電源電壓范圍內(nèi)選擇的門限，第二種方法更適合于那些可能存在較大干擾和噪聲的系統(tǒng)。因為POR門限和電源電壓分開的比較遠。正如前面已提到的，這種方法也允許更寬的電源容差。MAX6381中整個溫度范圍內(nèi)門限范圍在2.85V至3.0V的型號可用于此種設(shè)計，因為門限低于處理器允許電壓范圍的底線(圖3b)。此時還可以使用一個比圖3中容差更寬的電源。

　　有時候，設(shè)計者會將電源的額定電壓設(shè)置在靠

近處理器允許范圍的底線處，目的是降低功率消耗。這種做法很有效，因為功率消耗正比于電源電壓的平方。假定處理器允許電壓范圍為3.0V至3.6V，3.15V ±2%的電源是可取的，如果在連接電源到處理器的通路上，在連接器和導線上沒有顯著的電壓降的話。如果噪聲電平足夠低，不會引起錯誤觸發(fā)的話，門限電壓在2.85V至3.0V范圍的MAX6381 POR是一個合適的選擇。

　　確定POR門限電壓―雙電源處理器

　　除了3.3V電源，如果處理器還需要另一路電源(例如一個1.8V核電源)，這種設(shè)計可能就需要能夠監(jiān)視兩路電壓的POR了。這種類型的POR只有在兩路電源都超過了POR的兩個對應的門限，并且規(guī)定的延時周期已經(jīng)過去以后才會撤消復位?？赏瑫r監(jiān)視兩路、三路和四路電壓的POR都可找到。

　　同樣的選擇方法適用于多電源或單電源的監(jiān)視。對于雙電源的情況(例如3.3V和1.8V)，設(shè)計者可以選擇POR的兩個門限都高于或低于處理器的最低保證工作電壓。同樣，設(shè)計者也可以使監(jiān)視3.3V I/O電源的門限低于保證工作電壓，而使用于1.8V核電源的另一個門限在保證工作電壓之上。很多設(shè)計者優(yōu)選后一種策略，因為很多時候處理器內(nèi)核比起I/O來，對于電源電壓低落所造成的問題更為敏感。

　　內(nèi)核電源電壓始終在隨著時間的推移而降低，因此降低POR門限電壓成為必須。MAX6736系列中的器件無需外接電阻可提供低至788mV的門限，加上外接電阻還可低至488mV。這種門限電壓足以監(jiān)視最先進的內(nèi)核電源。

　　對于低成本系統(tǒng)，很多電路設(shè)計者選擇只監(jiān)視3.3V電源，如果1.8V電源是由它得到的話。他們認為如果3.3V電源到達正常電壓的話，1.8V電源也會。對于要求較高可靠性的系統(tǒng)，設(shè)計者通常是選擇監(jiān)視兩路電源。

　　手動復位

　　有時候，當電源電壓仍在容差以內(nèi)，而用手動方式去觸發(fā)一次復位也很有用。這項功能不僅被用于調(diào)試和最終測試，當處理器鎖定時這個功能也很有用―它使處理器重新啟動，而不必關(guān)掉電源。這種功能對于那些處理器永不掉電的產(chǎn)品尤其有用。它還被通用于那些不關(guān)掉處理器電源，只是喚醒/掛起處理器的on/off開關(guān)中。

　　盡管來自于I/O線的邏輯信號、看門狗定時器或電源失效輸出常被用于觸發(fā)手動復位，按鈕開關(guān)經(jīng)常也被用來觸發(fā)手動復位。被按下時，這種類型的開關(guān)通常會有反彈，打開、閉合很多次方可穩(wěn)定下來。所以，大多數(shù)手動復位輸入都包含有去抖動電路，對按鈕開關(guān)引起的振鈴不響應。

　　分立的POR和處理器內(nèi)置的POR

　　使用由電阻和電容構(gòu)成的分立式POR (圖4a)是一種比較危險的做法。這種POR輸出緩慢的上升和下降時間會給許多處理器帶來問題―尤其是那些復位輸入中沒有包含施密特觸發(fā)器以及具有雙向復位引腳的處理器。增加一個施密特觸發(fā)器對于前一種情況有效，但也帶來了成本、空間和啟動問題。

　　
　　圖4. 分立式R/C POR (圖4a)對于多數(shù)應用來講沒有足夠的可靠性。有些情況下，增加一個二極管(圖4b)可糾正電源快速循環(huán)的問題，并改善電路性能。