使用DS1814微控制器控制微处理器复位

以下应用笔记给出了使用DS1814微型监视器的简单电路。电路包括与 8051 微处理器接口、与 PIC 微控制器接口以及使用 LED 指示复位。

DS1814微型监视器简介

DS1814微型监视器具有Vcc电平监测、手动复位按钮和内部看门狗定时器。DS1814具有三种不同的引脚排列，适用于大多数需要微处理器监视的电路，并且具有与其尺寸相当的功能。DS1814采用SOT-23-5和倒装芯片封装。

DS1814具有5%和10%的电压监视容差。此容差水平用于确定微型监视器何时激活并释放上电和断电时的复位条件。当Vcc低于设定的容差水平时，DS1814启动复位条件，让微处理器有足够的时间妥善处理其外围设备并自行关断。当Vcc上升到电源跳变点以上时，微监视器将微处理器置于复位状态至少140ms，以便在微处理器尝试与微处理器通信之前为微处理器的外围设备提供足够的启动时间。此容差级别还决定了微监视器何时认为可以安全地释放微处理器的复位。上电时，上电复位处于活动状态，防止微处理器激活。一旦Vcc达到微监视器设置的容差水平，复位条件将保持活动状态至少140ms。这保证了处理器仅在外围设备完成通电后才会尝试与其外围设备通信。一旦上电复位时间到期，并且电压仍处于或高于电压容差水平，微型监视器将释放复位条件并允许微处理器运行。

微监视器控制微处理器何时复位的另一种方式是通过手动复位按钮输入。DS1814A和DS1814C具有专用于内部去抖动按钮复位的引脚。由于输入在内部进行去抖动，因此无需任何外部电路对按钮复位信号进行去抖动。当微型监视器未处于复位状态时，它会监控按钮复位引脚上的电压，以查看其是否降至 0.3Vcc 以下。如果发生这种情况，微处理器会将微处理器置于复位状态。此复位状态将一直保持，直到按钮复位引脚达到 0.8Vcc 以上。复位将保持活动状态至少 140 毫秒，通常为 200 毫秒，之后复位将被释放并允许微处理器运行。

DS1814还可以通过监视内部看门狗定时器来控制微处理器的激活。监控选通输入从高电平到低电平的转换。这种低频闪必须每1.12秒发生一次。最好每1.12s对看门狗引脚进行一次以上的脉冲，以验证看门狗定时器是否复位，这样DS1814就不会错误地复位微处理器。如果在频闪输入引脚上检测到转换，则微型监视器中的看门狗定时器将复位并再次开始计数。如果微型监视器在超时周期内未检测到选通输入引脚上的电压转换，则复位将激活至少140ms。一旦超过这段时间，DS1814将释放复位条件。DS1814的看门狗定时器通过为微处理器的内部看门狗定时器提供冗余来执行重要功能。如果微处理器的内部看门狗定时器被禁用，DS1814仍将在其选通输入引脚上寻找转换。可以使用微处理器信号（如8051上的ALE）对DS1814的看门狗输入进行选通。此选项的缺点是，即使代码进入杂草丛中，ALE 仍可能切换，这违背了使用它来频闪看门狗输入的目的。监视微处理器稳定性的首选方法是切换连接到微监视器的频闪输入引脚的端口引脚。虽然这种方法确实需要端口引脚，但它是更新微型监视器看门狗定时器的最可靠方法。如果不需要看门狗定时器，请将信号浮动到选通输入以禁用它。

DS1814示例电路

本节将展示一些电路示例，以便更好地理解DS1814的应用。DS1814具有三个引脚排列选项。应用中使用的微处理器决定了应使用哪种引脚。既然已经解释了DS1814的基本功能，那么现在来看看一些简单的电路示例，以了解如何使用微型监视器。首先考虑微处理器具有的复位类型，高电平有效或低电平有效复位。如果微处理器具有低电平有效复位，可以选择任何DS1814微型监视器。如果微处理器需要高电平有效复位，应使用DS1814B或C。如果需要手动复位，应选择DS1814A或C。最后，如果设计需要看门狗，DS1814A或B都有内部看门狗定时器。DS1814的三种引脚排列选项之一应能为任何电路设计提供适当的功能。

图1所示电路显示了如何将DS1814A连接至低电平有效微处理器。之所以选择PIC16F84A，是因为它具有低电平有效复位引脚，并具有用于切换DS1814A选通输入引脚的端口引脚。在图1电路中，DS1814A的/RST直接连接到PIC的/MCLR引脚。主清除（复位）（低电平MCLR）引脚的电压电平确定微处理器是否处于复位状态。PIC的应用软件负责每1.12秒切换一次频闪引脚。只要PIC每1.12秒转换一次该引脚上的电压，微型监视器的内部看门狗定时器就不会超时。如果看门狗定时器超时，DS1A的引脚1814将被拉低，PIC处于复位状态140ms。该电路的一个选项是添加一个按钮来手动复位PIC。这是通过在DS3A引脚1814和GND之间连接一个常开按钮或开关来实现的。无需去抖动电路。如果DS3A的引脚1814保持低电平500ns，则微监视器知道手动复位已被激活，并进入复位状态至少140ms。另一个好主意是在DS1814和微处理器的电压源引脚上增加去耦电容。这有助于防止由于Vcc中的大瞬时降降而导致的电压尖峰。此外，将去耦电容放置在尽可能靠近器件的位置，并保持PCB走线较短，可降低电压尖峰。

图1.DS1814A的应用连接到PIC微处理器。

DS1814B具有灵活性，可同时使用高电平有效和低电平有效复位，但代价是手动复位按钮选项。DS1814B还能够监测微处理器发送的看门狗信号。图2所示为DS1814B如何连接到PIC微处理器的示例。

图2.DS1814B与PIC微处理器连接的应用

注意，DS1814的低电平有效复位直接连接到PIC的主清除引脚。此外，PIC的一个I/O引脚用于转换DS1814B的选通输入引脚上的电压。通常，如果电路设计中不需要手动复位，或者另一个需要高电平有效复位的微处理器，则引脚3将保持开路。但是，如图2所示，通过220Ω电阻接地的LED用于指示DS1814B何时处于复位状态。这种添加的电路只是一个选项，但当设备处于重置状态时，有一个视觉提示很有用。

另一种选择是使用DS1814B监视具有高电平有效复位的微处理器，如8051（参见图3）。

图3.DS1814B与8051微处理器连接的应用

DS1814B的高电平有效复位直接连接到8051的复位引脚，微处理器的一个端口引脚连接到微型监视器的选通输入引脚。这里的区别在于，低电平有效复位（否则会断开）通过一个470Ω电阻和一个LED连接到Vcc。这用于指示设备何时处于重置状态。

最后两个电路使用DS1814C（参见图4和图5）。该器件具有高电平有效复位、低电平有效复位和手动复位。当将使用微处理器的内部看门狗或根本不使用看门狗时，此微型监视器将很有用。第一个电路显示如何连接到具有低电平有效复位的微处理器，第二个电路显示如何连接到具有高电平有效复位的微处理器。

图4.DS1814C与PIC微处理器连接的应用

图5.DS1814C与8051微处理器连接的应用

上述两个电路都与前面介绍的电路相似，只是没有看门狗定时器选项。相反，内部去抖动按钮用于控制复位。还显示了可选的 LED 复位指示灯。

结论

所示的所有电路都易于实现。即使DS1814的复位引脚仅连接到微处理器，微监测器也能安全地控制微处理器及其外围设备的上电和关断。DS1814在保持微处理器电路稳定方面非常有用。

审核编辑：郭婷