RC阻容上電復(fù)位電路中上電時間的計算

ID:63113 · 發(fā)表于 2019-8-17 15:24

文沙鷗

我這里經(jīng)常會做到關(guān)于單片機系統(tǒng)及其電路板開發(fā)的項目（業(yè)務(wù)Q-Q2531263726），在不少的單片機最小系統(tǒng)中很重要的一個電路單元就是上電復(fù)位電路，如51、STM32F103單片機等。以前在做設(shè)計的時候其實沒有多想，按照廠家推薦的電路依葫蘆畫瓢就可以了，也沒有出過什么問題效果也不錯。

不過最近看到一資料，有關(guān)于RC上電復(fù)位電路的介紹，講了該電路的電壓上升到某一個點位的時間的計算，覺得非常有用。比如對于單片機來說，假如復(fù)位時間過長，又有其他外設(shè)，比如顯示屏的話，可能會導(dǎo)致顯示屏在開機后閃一下屏，這給用戶的體驗可不怎么好。所以，還是分享一下這個RC電路中電壓達到特定點的時間的計算方法，以方便各位設(shè)計師或者電子愛好者的設(shè)計。

在這RC電路中，接通電源的剛開始由于電源的不穩(wěn)定和電容C的隔直通交效應(yīng)，可以看做電容C是短路的，所以此時Vt=0V，如果此時Vt接到STM32單片機的NRST引腳，此時單片機就會復(fù)位。后來由于電源的逐步穩(wěn)定和電容的充放電效應(yīng)，電容逐漸由短路變成斷路，最后Vt=VCC=3.3V。但是Vt從V0=0V到3.3V的過程不是一蹴而就的，而是一個漸變的上升過程，需要一定的時間。

做一個假設(shè)：要使Vt=2.0V，設(shè)Vt從接通電源的0V到2.0V所用的時間為t。

那么由公式： t=RxCxLn[(VCC-V0)/(VCC-Vt)]

=(10x103)x(0.1x10-6)xLn[(3.3-0)/(3.3-2.0)]

=0.931x10-3s=0.931ms

其中Ln是自然對數(shù)，是以常數(shù)e為底數(shù)的對數(shù)。這個可以在電腦上的計算器里面用“科學(xué)型”模式進行計算。

也就是說，此時單片機會在電路得電后馬上進行復(fù)位，并在0.931秒后單片機正常工作。這個參數(shù)就是設(shè)計的依據(jù)，可以控制RC的值進行改變，從而優(yōu)化設(shè)計。

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參考：

【1】吳厚航《深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA》第3版