80C51單片機上電復位和復位延時的時序分析

　　由于標準80C51的復位邏輯相對簡單，復位源只有RST一個（相對新型單片機來說，復位源比較單一），因此各種原因所導致的復位活動以及復位狀態(tài)的進入，都要依靠在外接引腳RST上施加一定時間寬度的高電平信號來實現(xiàn)。

　　標準80C51不僅復位源比較單一，而且還沒有設計內(nèi)部上電復位的延時功能，因此必須借助于外接阻容支路來增加延時環(huán)節(jié)，如圖3(a)所示。其實，外接電阻R還是可以省略的，理由是一些CMOS單片機芯片內(nèi)部存在一個現(xiàn)成的下拉電阻Rrst。例如，AT89系列的Rrst阻值約為50～200 kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值約為40～225 kΩ，如圖4所示。因此，在圖3(a)基礎上，上電復位延時電路還可以精簡為圖3(b)所示的簡化電路（其中電容C的容量也相應減小了）。

圖4 復位引腳RST內(nèi)部電路

　　在每次單片機斷電之后，須使延時電容C上的電荷立刻放掉，以便為隨后可能在很短的時間內(nèi)再次加電作好準備。否則，在斷電后C還沒有充分放電的情況下，如果很快又加電，那么RC支路就失去了它應有的延遲功能。因此，在圖3(a)的基礎上添加一個放電二極管D，上電復位延時電路就變成了如圖3(c)所示的改進電路。也就是說，只有RC支路的充電過程對電路是有用的，放電過程不僅無用，而且會帶來潛在的危害。于是附加一個放電二極管D來大力縮短放電持續(xù)時間，以便消除隱患。二極管D只有在單片機斷電的瞬間（即VCC趨近于0 V，可以看作VCC對地短路）正向?qū)ǎ綍r一直處于反偏截止狀態(tài)。

3 上電復位失敗的2種案例分析

　　假如上電復位延遲時間不夠或者根本沒有延時過程，則單片機可能面臨以下2種危險，從而導致CPU開始執(zhí)行程序時沒有一個良好的初始化，甚至陷入錯亂狀態(tài)。

① 在時鐘振蕩器輸出的時鐘脈沖還沒有穩(wěn)定，甚至還沒有起振之前，就因釋放RST信號的鎖定狀態(tài)而放縱CPU開始執(zhí)行程序。這將會導致程序計數(shù)器PC中首次抓取的地址碼很可能是0000H之外的隨機值，進而引導CPU陷入混亂狀態(tài)。參考圖5所示的實測信號曲線。

圖5 在時鐘未穩(wěn)定前釋放RST的情況

② 在電源電壓還沒有上升到合適范圍之前（自然也是時鐘尚未穩(wěn)定之前），就釋放RST信號的鎖定狀態(tài)，將會使單片機永遠感受不到復位信號、經(jīng)歷不到復位過程、包含PC在內(nèi)的各個SFR內(nèi)容沒有被初始化而保留了隨機值，從而導致CPU從一個隨機地址開始執(zhí)行程序，進而也陷入混亂狀態(tài)。參考圖6所示的實測信號曲線。

圖6 在電源和時鐘均未穩(wěn)定前釋放RST的情況