醫(yī)療、工業(yè)和消費(fèi)類設(shè)備需要可靠的運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)故障。MAX16162是Maxim集成的毫微功耗監(jiān)控IC，具有無(wú)毛刺操作，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以防止系統(tǒng)啟動(dòng)毛刺。

介紹

微控制器監(jiān)控器集成電路 （IC） 提供了一種在上電、斷電和掉電條件下保持可靠系統(tǒng)運(yùn)行的方法。這些保護(hù)IC通過(guò)精確監(jiān)控系統(tǒng)電源并置位或取消置位微控制器的復(fù)位輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，以確保電壓電平高于微控制器的最小工作電壓。它們還為電源穩(wěn)定提供了足夠的時(shí)間。

微控制器系統(tǒng)圖

圖1.典型微控制器系統(tǒng)框圖。

典型的電池供電應(yīng)用利用DC-DC轉(zhuǎn)換器從鋰電池或堿性電池產(chǎn)生電源軌?？梢栽贒C-DC轉(zhuǎn)換器和微控制器之間添加監(jiān)控器IC，以監(jiān)控電源電壓并啟用或禁用微控制器。

微控制器的啟用和禁用通過(guò)監(jiān)控器的復(fù)位輸出引腳完成。該引腳通常是連接到10k的漏極開(kāi)路引腳？上拉電阻。監(jiān)控器IC監(jiān)視電源電壓，并在輸入電壓低于復(fù)位門(mén)限時(shí)置位復(fù)位。當(dāng)監(jiān)控電壓升至閾值電壓以上后，復(fù)位輸出在復(fù)位超時(shí)周期內(nèi)保持置位狀態(tài)，然后取消置位，允許目標(biāo)微控制器離開(kāi)復(fù)位狀態(tài)并開(kāi)始工作。但是，在監(jiān)控器打開(kāi)并將復(fù)位輸出拉低之前，復(fù)位輸出會(huì)發(fā)生什么情況？

故障

為了回答這個(gè)問(wèn)題，讓我們看一個(gè)典型的上電序列（圖2）。作為電源軌，V抄送，開(kāi)始通電，微控制器和監(jiān)控器均關(guān)閉。正因?yàn)槿绱耍刂镁€是浮動(dòng)的，而 10k？上拉電阻器使電壓跟蹤V抄送.電壓上升可能在0.5V至0.9V之間，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

圖2.上電順序。

一旦監(jiān)控器IC導(dǎo)通，復(fù)位線就會(huì)被拉下，以防止微控制器無(wú)意中導(dǎo)通。這種毛刺在所有前幾代監(jiān)控器IC中都很常見(jiàn)。

低功耗技術(shù)挑戰(zhàn)

隨著低功耗器件在較低電壓下工作的當(dāng)前趨勢(shì)，這成為一個(gè)主要問(wèn)題。圖3顯示了3.3V、2.5V和1.8V三種邏輯電平。對(duì)于3.3V系統(tǒng)，Vol和Vil介于0.4V至0.8V之間，確保邏輯電平較低。如果在 0.9V 時(shí)發(fā)生毛刺，則可能會(huì)導(dǎo)致處理器通過(guò)連續(xù)關(guān)閉和打開(kāi)而變得不穩(wěn)定。

圖3.3.3V至1.8V邏輯電平。

現(xiàn)在我們來(lái)考慮1.8V系統(tǒng)。Vol和Vil分別在0.45V至0.63V時(shí)要低得多，并且該系統(tǒng)中的0.9V毛刺代表較大的誤差范圍，因此這種類型的系統(tǒng)具有更高的毛刺導(dǎo)致系統(tǒng)錯(cuò)誤的可能性。

故障影響

接下來(lái)，讓我們看看故障如何影響系統(tǒng)運(yùn)行（圖4）。在本例中，電源電壓（VDD） 緩慢上升至 0.9V，并在 0.9V 下短暫徘徊。電壓不足以打開(kāi)監(jiān)控器IC，但微控制器可能使能并在不穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行。由于0.9V處于不確定狀態(tài)，RESET輸入可將毛刺解釋為邏輯1或0，這將不規(guī)則地啟用或禁用微控制器。這會(huì)導(dǎo)致微控制器執(zhí)行部分指令或?qū)?nèi)存的不完整寫(xiě)入，從而可能導(dǎo)致災(zāi)難性問(wèn)題。

圖4.不穩(wěn)定的復(fù)位輸入。

消除管理引擎復(fù)位故障

為了解決這個(gè)問(wèn)題，它需要新一代監(jiān)控器IC，無(wú)論掉電或掉電期間的電壓電平如何，都可以防止毛刺的形成。這要求專有電路在V時(shí)將復(fù)位輸出保持低電平DD處于不確定范圍內(nèi)。MAX16162正是這樣做的。每當(dāng) VDD低于閾值電壓時(shí)，復(fù)位輸出保持低電平，防止復(fù)位線路上出現(xiàn)電壓毛刺。一旦達(dá)到電壓閾值并完成延遲，復(fù)位輸出就會(huì)解除置位，從而使微控制器啟用（圖 5）。

圖5.無(wú)故障系統(tǒng)。

結(jié)論

毛刺存在于每個(gè)應(yīng)用中，過(guò)去對(duì)高電壓應(yīng)用并不構(gòu)成重大問(wèn)題，但對(duì)于新的低功耗系統(tǒng)，電源電壓正在降低，使得系統(tǒng)的可靠性降低，并產(chǎn)生0.9V毛刺。新一代監(jiān)控器IC提供無(wú)毛刺操作，為當(dāng)今和未來(lái)的低功耗應(yīng)用提供最高程度的系統(tǒng)保護(hù)。