Hello,大家好！單片機復位電路作為最小系統中核心三要素（電源、時鐘、復位）之一，在整個硬件電路設計中至關重要；其決定了系統能否正常、穩定的工作；今天我們就一篇文章來說明白了。

單片機復位電路的類型     

高電平復位

高電平復位是指單片機在正常工作狀態下復位引腳是保持低電平的，只有在上電瞬間，或者復位按鍵按下的瞬間，電平會被短暫拉高，單片機識別到高電平后，清空內部寄存器進行狀態歸零的過程。典型的是51單片機；高電平復位電路如下圖所示：

下面使用multsim  搭建仿真電路如下：

仿真電壓波形如下：

低電平復位

同樣地，低電平復位是指單片機在正常工作狀態下復位引腳是保持高電平的，只有在上電瞬間，或者復位按鍵按下的瞬間，電平會被短暫拉低，單片機識別到低電平后，清空內部寄存器進行狀態歸零的過程，典型的是stm32單片機；低電平復位電路如下圖所示：

multsim 仿真電路如下：

仿真電路電壓波形如下圖所示：

RST引腳的復位時間

以stm32單片機為例，根據查詢手冊， 其復位時間最低為20us，引腳低電平觸發閾值（VIL最大值）為0.8V，假設電源電壓為3.3V，帶入數據到電容充放電公式進行計算。

眾所周知，RC相乘所得的時間常數，就是電容兩端電壓從0V充電到0.7倍的VCC電壓值；比如R= 10K,C=10UF，通過計算可以得到，單片機在上電啟動時，電容兩端的電壓從0V經過0.1S充電增加到2.3V。0.1S 遠大于20us,所以在開機0.1S內，單片機系統自動復位（RST引腳接收到的高電平信號時間為0.1S左右）。

穩定性設計

基于以上的復位電路工作原理，理想情況下，單片機正常工作沒有毛病。但是面對現實中各種復雜工況，單純按照以上電路進行設計，很難保證系統工作的可靠性與穩定性；

1、不穩定因素

系統電源

當電源發生供電不穩的時候，嚴重時會影響到復位電路的穩定性，造成異常復位；

外部干擾

外部干擾會以傳導或者輻射的方式侵入到單片機的復位電路，影響到復位電路的穩定性，造成系統異常復位；

2、原理圖設計措施

如上圖所示，以低電平復位電路為例，在原理圖設計中需要考慮的幾個點

1）、復位電路中的電容并聯ESD二極管；

當靜電干擾從電源或地干擾復位引腳時，通過添加ESD二極管進行防護，ESD二極管要滿足耐壓要求并且應盡可能選擇雙向的，這樣可以很好的泄放不同極性的干擾；

2）、復位電路中與地之間串聯磁珠  

當有干擾從地線進入復位引腳時，通過磁珠對該高頻信號進行衰減；

3）、RST引腳與復位電路之間串聯磁珠

與2）相同，使用磁珠消耗外部干擾；

3、PCB設計措施

1）、走線盡可能短，復位電路的阻容器件靠近單片機RST引腳；RST復位回路，作為敏感信號路徑，走線越短，那么可能受到的干擾就越少，所以應該盡量縮短走線；如下圖所示：

2）、遠離PCB板邊，金屬件、高速信號線等強干擾復雜環境。如果條件允許，或者考慮到周圍電磁環境干擾相對較多，可以對其進行包地處理；

3）、如果有ESD防護器件，信號路徑應該先過防護器件再連接到單片機RST引腳；干擾的泄放路徑應該優先于正常的信號路徑，泄放的路徑走線寬度也應該大于正常的信號路徑；

此外，單片機復位也可以通過軟件指令進行復位，還有欠壓復位，看門狗復位等。使用軟件指令復位是在單片機代碼中調用一條復位指令進行復位的，在一些特定的功能或者調試中比較常用。在大多數的單片機中還集成了欠壓復位，當電壓不穩或短暫降低后，就會觸發欠壓復位；看門狗復位是由于程序bug或者外部環境的干擾，造成系統程序跑飛，在一定的周期內，沒有執行喂狗程序，此時就會觸發產生復位動作；以上這些，大家可以學習查閱其他資料，這里不再詳細說明；

單片機外部復位電路的可靠性設計，包括但不限于以上提到的設計思路。理想狀態下，電路越簡潔越好，只要符合物理原理就可以正常工作。但是現實情況并不盡如人意，所以在電路設計中，要流出足夠寬的“護城河”。如果在測試中發現有些設計是冗余的，后期可以不焊；但是如果沒有相應的考慮，一旦出現問題，那將是始料未及的；就像我們的國家一樣，我們熱愛和平，但是并不能沒有應對戰爭的能力。

以上內容是本人學習思考與工作實踐的總結梳理，分享出來供大家學習思考，也歡迎留言討論。如有不妥，歡迎留言指出，一起學習，共同進步！