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  • 复位芯片的作用
    千次阅读
    2021-01-26 09:34:28

    复位芯片在MCU电路中的作用是什么。硬件复位拉不低。

     

    前不久有朋友大概问了这么一个问题:博主,在复杂的环境下,干扰有点大,有必要外接一个复位IC吗?

    1 写在前面
    我们都知道在复杂环境,比如一些工厂,特别是在有大型机电设备的环境下,我们的电源信号、通信信号都有可能受到干扰。

    那么,在这种情况下,我们软件和硬件都有必要做一定预防处理。

    除了需要外接复位IC,同时,为了系统能稳定长期的工作,我们可能还有必要添加看门狗。

    本文就围绕复位IC、看门狗展开相关内容的讲解。

    2

    MCU电路为什么要使用复位芯片?

    STM32都有一个最低工作电压(比如1.8V),当电源电压跌落到低于MCU所要求的最低值时,MCU工作可能发生混乱,造成程序跑飞,引起整机死机、误动作等现象。

    使用复位IC的原理是通过确定的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作,保证数据安全。

    3

    看门狗设计和复位

    STM32具有IWDG独立看门狗、WWDG窗口看门狗两种类型的看门狗。

    独立看门狗由专用的低速时钟(LSI)驱动,即使主时钟发生故障它也仍然有效。而窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动,通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。

    看门狗复位就是超过一定时间没有喂狗,看门狗就会发出一个复位信号。

    4

    看门狗和复位IC同时存在的注意事项

    之前有工程师遇到一个问题:STM32外接了复位IC,发现自己的看门狗不起作用,也就是说看门狗不能复位。

    这个问题可能很少有人遇到过,我这里就先给大家讲讲原因,避免以后你以后入坑。

    想要明白这里面原因,就需要对复位电路结构和原理做一定的了解。

    1.STM32复位

    1. NRST引脚上的低电平(外部复位)

    2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)

    3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)

    4. 软件复位(SW复位)

    5. 低功耗管理复位

    STM32复位内部结构图
    在这里插入图片描述
    出现问题的电路图如下:在这里插入图片描述
    如果外界连复位IC,这里就需要大家认真看上面两图。

    一个重要的信息:外接复位IC驱动类型为 CMOS 推拉型驱动。

    相信大家看到这里已经明白了为什么。其实,解决办法就是:将电路中0Ω电阻改为 1K 电阻。

    本文就讲到这里,希望你以后遇到类似问题,不再有犯这种低级的错误。

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    近期朋友有个芯片,使用的时候发现有极低的概率启动的时候启动不起来。回想起刚开始做研发的时候客户反馈我的产品会有部分开机没有功能。这个是很多单片机经常出现的问题,今天我们就巴拉巴拉这个事情。

    mcu上电不启动:
    还记得刚出江湖的时候我的大佬就跟我说,所有的电子产品设计,电源的设计首当其冲。电源的质量如果都不行了,你后面做得再好也是白瞎,这么多年来,这句话,在我遇到得一次次设计中,得到不断得印证,我将把其奉为信条,并贯彻生涯之始终–感谢我的大佬–达哥(远程致敬)。

    由于个人水平有限本文也只是水积分做笔记,仅针对当前遇到的和以前的项目经历做些回顾和整理。

    近期有客户反应说MCU上电的时候有极小的概率会启动不起来,我一听就感觉这不就是我初出茅庐踩到的第一个坑–上下电时序?
    于是跟客户详细了解电路情况,和发现问题的测试方式。客户是通过一个定时开断电源的方式,对多台样机进行测试,经过测试在1000+和4000+左右的时候分别出现过两例MCU启动不起来的现象,复位了可以重新启动(排除了闩锁现象),闩锁这个玩意太恶心人了,我们下次再来,这次不谈这个让人倒胃的话题。非常庆幸这次不是闩锁,出现它我觉得我可以双手离开键盘了(狗头)。

    言归正传,那么我们在设计过程中,如何有效的避免电源和MCU不匹配,因为上下电时序导致的MCU工作在非预期状态启动不起来呢?

    以下推荐2种方法:
    以下内容为硬广告:ZLG自主研发的LDO芯片
    在这里插入图片描述具体的描述参考之前别人写过的文章:
    http://www.elecfans.com/emb/danpianji/201910121091200.html

    另外一种方式就是添加一个电压监控芯片:
    市面上3PIN的电压芯片大多为以下封装,各牌子之间兼容度很高,用户需要注意的就是引脚的定义和监控电压的阈值
    在这里插入图片描述工作原理也更白给的一样,就是一个电压比较器来监控电压,通过一个简单的内部时钟电路,来控制复位信号。
    在这里插入图片描述应用电路如下:直接监控MCU电源,复位脚接芯片的复位脚
    在这里插入图片描述以上的这个监控其实是一个开环系统,如果要形成一个闭环系统可以选用有WDI监控的复位芯片。
    以下又是硬广:
    ZL6300在电压监控的基础上,增加了MR_B(_B是个人对引脚标记的使用习惯,意思是低电平有效),可以做手动复位
    同时增加了WDI接口,该接口的作用是用于监控MCU出来的时钟波形,用以确认芯片是处在正常工作状态,如果WDI没有在规定时间内收到喂狗信号,就会强制复位mcu。该功能可选择,如果不想使用该引脚,可以通过接高阻态或悬空以禁用该功能。

    在这里插入图片描述以下为内部结构框图,可以比较清晰的看懂工作原理。
    在这里插入图片描述硬件参考电路:
    在这里插入图片描述个人理解:如果仅仅只是针对上电时序问题引起的芯片非正常运行,我的理解是用3PIN这个就够了。
    4PIN-WDI的看门狗的作用,是工作中芯片非正确运行时用来复位的。

    对于一个系统的稳定性而已,闭环系统的稳定性肯定是要高于开环系统,但对于产品而已,我们往往是在性能和价格之间取折中。搜遍全网没有找到加了单纯电压监控复位芯片之后MCU还是起不来的案例,感觉还是够了的。有过加了电压监控芯片之后MCU还是没有成功启动的网友可以留言或私信交流。异或有学术大佬能直接理论教学一番那就更是感激不尽了。

    另外最后的最后,有复位监控芯片需求的网友欢迎发邮件至kemingkai@zlgmcu.com,很乐意为您服务

    展开全文
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    复位芯片在MCU电路中的作用是什么

     

    前不久有朋友大概问了这么一个问题:博主,在复杂的环境下,干扰有点大,有必要外接一个复位IC吗?

    1写在前面

     

    我们都知道在复杂环境,比如一些工厂,特别是在有大型机电设备的环境下,我们的电源信号、通信信号都有可能受到干扰。

    那么,在这种情况下,我们软件和硬件都有必要做一定预防处理。

    除了需要外接复位IC,同时,为了系统能稳定长期的工作,我们可能还有必要添加看门狗

    本文就围绕复位IC、看门狗展开相关内容的讲解。

    2

    MCU电路为什么要使用复位芯片?

    STM32都有一个最低工作电压(比如1.8V),当电源电压跌落到低于MCU所要求的最低值时,MCU工作可能发生混乱,造成程序跑飞,引起整机死机、误动作等现象。

    使用复位IC的原理是通过确定的电压值(阈值)启动复位操作,同时排除瞬间干扰的影响,又有防止MCU在电源启动和关闭期间的误操作,保证数据安全。

    3

    看门狗设计和复位

    STM32具有IWDG独立看门狗、WWDG窗口看门狗两种类型的看门狗。

    独立看门狗由专用的低速时钟(LSI)驱动,即使主时钟发生故障它也仍然有效。而窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动,通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。

    看门狗复位就是超过一定时间没有喂狗,看门狗就会发出一个复位信号。

    4

    看门狗和复位IC同时存在的注意事项

    之前有工程师遇到一个问题:STM32外接了复位IC,发现自己的看门狗不起作用,也就是说看门狗不能复位。

    这个问题可能很少有人遇到过,我这里就先给大家讲讲原因,避免以后你以后入坑。

    想要明白这里面原因,就需要对复位电路结构和原理做一定的了解。

    1.STM32复位

    1.NRST引脚上的低电平(外部复位)

    2.窗口看门狗计数终止(WWDG复位)

    3.独立看门狗计数终止(IWDG复位)

    4.软件复位(SW复位)

    5.低功耗管理复位

    STM32复位内部结构图

    出现问题的电路图如下:

    如果外界了复位IC,这里就需要大家认真看上面两图。

    一个重要的信息:外接复位IC驱动类型为CMOS推拉型驱动。

    相信大家看到这里已经明白了为什么。其实,解决办法就是:将电路中0Ω电阻改为1K电阻。

    本文就讲到这里,希望你以后遇到类似问题,不再有犯这种低级的错误。

    推荐阅读与复位相关的文章:

    1.STM32片上外设时钟使能、失能和复位的区别

    2.STM32复位类型/来源

    3.有一种修饰符能使变量在处理器复位而不被初始化

    4.STM32内核复位与系统复位区别及应用

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    1、GENERAL DESCRIPTIONThe SGM4073 is both a timer for resetting a mobile device and an advanced load management switch for applications requiring a highly ...SGM4073既是一个可以复位移动终端设备的定时器

    1、GENERAL DESCRIPTION

    The SGM4073 is both a timer for resetting a mobile device and an advanced load management switch for applications requiring a highly integrated solution.
    SGM4073既是一个可以复位移动终端设备的定时器也是一个性能优越的负载管理开关。
    If the mobile device is off, holding nSR0 low (by pressing power-on key) for 1.9s turns on the PMIC.
    手机关机后,保持nSR0低电平1.9s即可打开PMIC电源管理芯片。
    As a reset timer, it has one input and one fixed delay output. It generates a fixed delay of 7.7s by disconnecting the PMIC from the battery power supply for 468ms. Then the load switch is turned on again to reconnect the battery to the PMIC such that PMIC goes into power-on sequence. The reset delay can be customized by connecting an external resistor to the DELAY_ADJ pin. Refer to Table 4
    作为一个复位定时器,有一路输入和一路固定的延时输出,通过产生一个固定的7.7s延时来断开PMIC和电池之间的供电,然后重新打开PMIC重新上电开始工作,达到一个硬件复位的效果。复位延时时间可以通过连接到DELAY_ADJ管脚的外部电阻来调节。
    这里写图片描述

    2、PIN DESCRIPTION

    这里写图片描述
    Vout为复位芯片的输出端,连接系统以及PMIC等。
    Vbat为芯片输入端,连接电池正极输入。
    Nsr0位上电或复位输入端,通常连接powerkey
    D1位复位延时时间的电阻调节端,外接电阻不同复位延时时间不同。
    D2负载开关关闭脚,上升沿触发,该管脚不能悬空,通常接AP的一个GPIO,通过GPIO来控制开关。
    D3系统唤醒输入端,可以将芯片从off状态切换到on状态,通常连接系统的USB的VBUS端。

    3、TIMING DIAGRAMS

    这里写图片描述

    4、TYPICAL APPLICATION CIRCUITS

    这里写图片描述

    这里写图片描述

    5、APPLICATION INFORMATION

    Power-On
    There are two methods to turn on the load switch to wake up the PMIC. When a HIGH is applied to the SYS_WAKE pin or when nSR0 is held LOW for > 1.9s (see Figure 1), the SGM4073 turns on its load switch to allow PMIC to connect to the battery. The reset feature is disabled when VOUT is toggled from OFF to ON. Continuously holding nSR0 LOW does not trigger a reset event.
    有两种方式可以唤醒PMIC,一个是在SYS_WAKE上施加一个高电平或者是nSR0保持低电平至少1.9s。
    Reset Timer
    During normal operation of a mobile device, if a reset operation is needed for mobile equipment, holding the power switch, to which nSR0 is connected and is forced LOW, for at least 7.7s, causes the SGM4073 to cut off the supply power to PMIC for 468ms by turning off the load switch. If after 468ms, VOUT is less than VDIS (0.4V), the SGM4073 then automatically turns on the load switch to reconnect the PMIC to battery. If after 468ms, VOUT is larger than VDIS (0.4V), the SGM4073 will not turn on the load switch to reconnect the PMIC to battery until VOUT is less than VDIS. This forces PMIC to enter a power-on sequence.
    如果移动终端设置需要复位操作长按连接到Nsr0的poweykey 7.7s将会断电。如果468毫秒后Vout小于0.4V ,SGM4073将会自动打开负载开关以重新连接PMIC和电池。
    Disconnect PMIC from Battery (Turn-Off)
    After holding the DSR pin HIGH, changing the OFF pin from LOW to HIGH (rising edge triggered) and holding it HIGH for at least 2ms, the SGM4073 triggers an internal counter to allow a factory-customized 7.7s delay before turning off internal load switch. The delay is intended to allow the PMIC to complete a power-down sequence before safely disconnected from the power supply. However, the turn-off sequence is terminated if a higher priority input is detected in tSD period (see Resolving Input Conflicts section). 保持DSR为高电平,off脚从低电平到高电平(上升沿触发),并保持至少2ms,SGM4073会触发内部计数器允许一个7.7s延时之后关闭内部负载开关,即断开电池和PMIC之间的供电。
    Alternatively, after holding the DSR pin LOW, changing the OFF pin from LOW to HIGH (rising edge triggered) and holding it HIGH for at least 2ms, the SGM4073 triggers the zero-second turn-off. Delay tSD is significantly reduced to 2ms to avoid the default delay time to turn off load switch.
    With its low shutdown current, the SGM4073 significantly reduces the current drain on a battery when the PMIC is turned off. In other words, it preserves the battery power for a longer period when a mobile device is in shutdown mode.
    同样的如果DSR为低电平,off脚从低电平到高电平(上升沿触发),并保持至少2ms,SGM4073会触发一个0秒延时的关闭动作。
    Zero-Second Factory-Test Mode
    SGM4073 includes a Zero-Second Factory Test Mode to shorten the turn-on time for VOUT (tVON) and timer delay before reset (tPHL) for factory testing.
    When VOUT is OFF, the default turn-on time (tVON) is 1.9s. If the DSR pin is LOW prior to nSR0 going LOW, the SGM4073 bypasses the 1.9s delay and VOUT is changed from OFF to ON immediately.
    Similarly, default reset delay (tPHL) is 7.7s. If VOUT is ON and the DSR pin is LOW prior to nSR0 going LOW, the SGM4073 enters Zero-Second Factory Test Mode and bypasses the default reset delay of 7.7s; VOUT is pulled from ON to OFF immediately. The reset pulse (tREC) remains at 468ms in Zero-Second Factory Test Mode.

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