51單片機復位電路中為什么要分手動復位和上電復位你知道是為了什么嗎？上電復位和手動復位有什么區別呢?本文將為你介紹關于在51單片機中上電復位和手動復位的區別及解決方案。

復位電路

復位電路是一種用來使電路恢復到起始狀態的電路設備，它的操作原理與計算器有著異曲同工之妙，只是啟動原理和手段有所不同。復位電路，就是利用它把電路恢復到起始狀態。就像計算器的清零按鈕的作用一樣，以便回到原始狀態，重新進行計算。

單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統各部件處于確定的初始狀態，并從初態開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內的施密特觸發器中的。當系統處于正常工作狀態時，且振蕩器穩定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統復位。單片機系統的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。

在復位電路中除了上電復位外，還有手動復位。

電容在上接高電平，電阻在下接地，中間為RST。這種復位電路為高電平復位。

其工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。

首先RST保持兩個機器周期以上的高電平時自動復位

1、上電復位：上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當于短路，RST端為高電平，自動復位；電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當于開路，RST端為低電平，程序正常運行。

2、手動復位：首先經過上電復位，當按下按鍵時，RST直接與VCC相連，為高電平形成復位，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時，VCC對電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復位，充電完成后，電容相當于開路，RST為低電平，正常工作。

51單片機手動復位和手動/上電復位的區別和解決方案

手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。

手動復位圖

上電復位

AT89C51的上電復位電路如下圖所示，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1uF。上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電 容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續時間取決于電容的充電時間。為了保證系統能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。在圖2的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態，復位后，系統將端口置為全“l”態。如果系統在上電時得不到有效的復位，則程序計數器PC將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執行程序。

上電復位圖

復位電路設計

單片機在可靠的復位之后，才會從0000H地址開始有序的執行應用程序。同時，復位電路也是容易受到外部噪 聲干擾的敏感部分之一。因此，復位電路應該具有兩個主要的功能：

1. 必須保證系統可靠的進行復位;

2. 必須具有一定的抗干擾的能力;

復位電路的RC選擇

復位電路應該具有上電復位和手動復位的功能。以MCS-51單片機為例，復位脈沖的高電平寬度必須大于2個機器周期，若系統選用6MHz晶振，則一個機器周期為2us，那么復位脈沖寬度最小應為4us。在實際應用系統中，考慮到電源的穩定時間，參數漂移，晶振穩定時間以及復位的可靠性等因素，必須有足夠的余量。圖1是利用RC充電原理實現上電復位的電路設計。實踐證明，上電瞬間RC電路充電，RESET引腳出現正脈沖。只要RESET端保持10ms以上的高電平，就能使單片機有效的復位。

對于圖1-a中的電容C兩端的電壓(即復位信號)是一個時間的函數：

u(t)=VCC*[1-exp(-t/RC)]

對于圖1-b中的電阻R兩端的電壓(即復位信號)也是一個時間的函數：

u(t)=VCC*exp(-t/RC)

其中的VCC為電源電壓，RC為RC電路的時間常數=1K*22uF=22ms。有了這個公式，我們可以更方便的對以上電路進行透徹的分析。

圖1-a中非門的最小輸入高電平UIH=2.0v，當充電時間t=0.6RC時，則充電電壓u(t)=0.45VCC=0.45*5V，約等于2V，其中t即為復位時間。圖a中時間常數=22ms，則t=22ms*0.6=13ms。

復位電路的可靠性與抗干擾性分析

單片機復位電路端口的干擾主要來自電源和按鈕傳輸線串入的噪聲。這些噪聲雖然不會完全導致系統復位，但有時會破壞CPU內的程序狀態字的某些位的狀態，對控制產生不良影響。

1.電路結構形式與抗干擾性能

以圖1為例，電源噪聲干擾過程示意圖中分別繪出了A點和B點的電壓擾動波形。

有圖2可以看出，圖2(a)實質上是個低通濾波環節，對于脈沖寬度小于3RC的干擾有很好的抑制作用;圖2(b)實質上是個高通濾波環節，對脈沖干擾沒有抑制作用。由此可見，對于圖1所示的兩種復位電路，a的抗干擾電源噪聲的能力要優于b。

2. 復位按鈕傳輸線的影響

復位按鈕一般都是安裝在操作面板上，有較長的傳輸線，容易引起電磁感應干擾。按鈕傳輸線應采用雙絞線(具有抑制電磁感應干擾的性能)，并遠離交流用電設備。在印刷電路板上，單片機復位端口處并聯0.01-0.1uF的高頻電容，或配置使密特電路，將提高對串入噪聲的抑制能力。

供電電源穩定過程對復位的影響

單片機系統復位必須在CPU得到穩定的電源后進行，一次上電復位電路RC參數設計應考慮穩定的過渡時間。

為了克服直流電源穩定過程對上電自動復位的影響，可采用如下措施：

(1) 將電源開關安裝在直流側，合上交流電源，待直流電壓穩定后再合供電開關K，如下圖所示。

采用帶電源檢測的復位電路，如下圖所示。合理配置電阻R3、R4的阻值和選擇穩壓管DW的擊穿電壓，使VCC未達到額定值之前，三極管BG截止，VA點電平為低，電容器C不充電;當VCC穩定之后，DW擊穿，三極管BG飽和導通，致使VA點位高電平，對電容C充電，RESET為高電平，單片機開始復位過程。當電容C上充電電壓達到2V時，RESET為低電平，復位結束。

并聯放電二極管的必要性

在復位電路中，放電二極管D不可缺少。當電源斷電后，電容通過二極管D迅速放電，待電源恢復時便可實現可靠上電自動復位。若沒有二極管D，當電源因某種干擾瞬間斷電時，由于C不能迅速將電荷放掉，待電源恢復時，單片機不能上電自動復位，導致程序運行失控。電源瞬間斷電干擾會導致程序停止正常運行，形成程序“亂飛”或進入“死循環”。若斷電干擾脈沖較寬，可以使RC迅速放電，待電源恢復后通過上電自動復位，使程序進入正常狀態;若斷電干擾脈沖較窄，斷電瞬間RC不能充分放電，則電源恢復后系統不能上電自動復位。

I/O接口芯片的延時復位

在單片機系統中，某些I/O接口芯片的復位端口與單片機的復位端口往往連在一起，即統一復位。接口芯片由于生產廠家不同，復位時間也稍有不同;復位線較長而又較大的分布電容，導致這些接口的復位過程滯后于單片機。工程實踐表明，當單片機復位結束立即對這些I/O芯片進行初始化操作時，往往導致失敗。因此，當單片機進入0000H地址后，首先執行1-10ms的軟件延時，然后再對這些I/O芯片進行初始化。

結語

為確保微機系統中電路穩定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機電路是時序數字電路，它需要穩定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩定工作時，復位信號才會撤除，微機電路開始正常工作。

關于復位電路中上電復位和手動復位的介紹就到這里了，希望本文能對你有所幫助。