单片机|关于复位电路中的电容及作用机器

【单片机|关于复位电路中的电容及作用】复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。首先需要注意RST引脚上边是否画了一条横线，如果画了一条横线，则是RST引脚接收到低电平复位，如果无横线，则RST引脚接收到高电平复位。
复位电路的工作原理
在书本上有介绍， 51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2us就可以实现，那这个过程是如何实现的呢?在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
开机的时候为什么为复位?
在电路图中，电容的的大小是10uf ，电阻的大小是10k 。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V ，所以充电到0.7倍即为3.5V) ，需要的时间是10K*10UF=0.1S 。也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少(串联电路各处电压之和为总电压) 。所以在0.1S内， RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V 。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右) 。

按键按下的时候为什么会复位？
在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V ，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V ， RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V ，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V ，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。
复位电路中电容的作用
电阻的作用不是限制电流的大小，而是控制复位时间。电容充电时间与R C的值成正比。复位电路中的电容只是在上电那一会儿起作用，充电瞬间电容有电流流过，所以RST端得到高电平，充电结束后没有电流了，则RST端变为低电平。晶振电路在单片机内部有相应的电路，电路里一定会有电源的。让复位端电平与电源电平变化不同步让复位端电平的上升落后于电源电平的上升，在一小段时间内造成这样的局面：
1、电源达到正常工作电源；
2、复位电平低于低电平阈值（被当作逻辑0）；
这种状态就是复位状态。仅用一个电阻是不可能同时实现这两条的。复位，就是提供一个芯片要求的复位条件，一般是N个机器周期的固定电平。低电平复位就是芯片可正常工作后保持N个以上周期的低然后变高即可。高电平复位就是芯片可正常工作侯保持N个周期以上的高然后变低即可。
另一种解释：
上电瞬间，由于电容两端电压不能突变， RST引脚电压端为VR为VCC ，随着对电容的充电， RST引脚的电压呈指数规律下降，到t1时刻， VR降为3.6V ，随着对电容充电的进行， VR最后将接近0V 。为了确保单片机复位， t1必须大于两个机器周期的时间，机器周期取决于单片机系统采用的晶振频率， R不能取得太小，典型值 8.2kΩ；t1与RC 电路的时间常数有关，由晶振频率和R可以算出C的取值。