三個(gè)微型監(jiān)控IC提供分層特性和功能

在許多設(shè)計(jì)中，工作得“相當(dāng)好”的電路和工作得“非常好”的電路之間的區(qū)別在于增加了適度的監(jiān)控和支持功能。如果這些功能可以由微型 IC 提供，那就更好了，這些 IC 可以做一件或幾件事，始終如一地做這些事情，同時(shí)獨(dú)立于其余硬件和軟件獨(dú)立運(yùn)行，并且不需要初始化。

這就是相對(duì)“隱形”的監(jiān)控 IC 發(fā)揮重要作用的地方，因?yàn)樗鼈兇_保電路的正常運(yùn)行和行為。盡管它們?nèi)狈攘Γ鼈兛梢栽谒沧兤陂g（如通電和其他特殊情況）控制系統(tǒng)作，甚至在需要時(shí)確保干凈重啟。他們可能會(huì)被要求做更多的事情。

為了滿足這些要求，ADI 公司推出了三款監(jiān)控 IC，均采用 SOT23 封裝，工作溫度為 ?40°C 至 +125°C。它們的電源電流也很低，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為 5 μA（典型值）和 6.8 μA（最大值），為 3.6 V。

每個(gè)后續(xù) IC 都建立在前一個(gè) IC 的功能之上，因此用戶可以選擇其設(shè)計(jì)所需的監(jiān)控功能級(jí)別和類型。這三個(gè) IC 都有自己的數(shù)據(jù)表，包括：

ADPL62083 是一種低功耗基本監(jiān)控電路，使用出廠設(shè)置的復(fù)位閾值監(jiān)控 1.02 至 4.8 V 的電壓，在 1.580 V 至 4.380 V 范圍內(nèi)以 50 mV 或 100 mV 為增量（圖 1）。

圖1. 基本ADPL62083監(jiān)控電路監(jiān)控電源軌電壓，并在電壓降至出廠設(shè)置閾值以下時(shí)斷言復(fù)位。

它具有漏極開(kāi)路、低電平有效復(fù)位輸出，當(dāng) V_CC 降至檢測(cè)器閾值以下時(shí)，該輸出會(huì)從高阻抗變?yōu)榈碗娖接行?。?V_CC 超過(guò) reset threshold之后，它在 reset timeout period 內(nèi)保持低電平;可用的超時(shí)期限為 30、150、210 和 300 毫秒。

由于 ADPL62083 上的 RESET 是漏極開(kāi)路輸出，因此它很容易與具有雙向 reset 引腳的處理器連接。通過(guò)單個(gè)上拉電阻將器件的 RESET 輸出直接連接到處理器的 RESET 輸入，使任一器件都能置位復(fù)位。

ADPL62086監(jiān)控電路可監(jiān)控 1.02 至 4.8 V 的電壓，并添加手動(dòng)復(fù)位 （MR） 輸入，允許使用外部邏輯電路或按鈕啟動(dòng)復(fù)位（圖 2）。這承認(rèn)了許多基于處理器的產(chǎn)品需要手動(dòng)復(fù)位功能，以便用戶、測(cè)試技術(shù)人員或外部電路可以啟動(dòng)復(fù)位的現(xiàn)實(shí)。

ADI 公司

圖2. ADPL62086監(jiān)控電路增加了一個(gè)手動(dòng)復(fù)位 （MR） 輸入，使外部邏輯電路或按鈕能夠啟動(dòng)復(fù)位。

該輸入具有一個(gè)內(nèi)部 50 kΩ 上拉電阻器 — 如果不使用，可以保持未連接狀態(tài)。MR 可由 TTL 或 CMOS 邏輯電平驅(qū)動(dòng)，也可采用漏極開(kāi)路/集電極輸出驅(qū)動(dòng)。對(duì)于手動(dòng)作，從 MR 到地連接一個(gè)常開(kāi)瞬時(shí)開(kāi)關(guān);請(qǐng)注意，不需要外部 switch-debouncing circuitry。

最后，ADPL62092監(jiān)控電路除了ADPL62086的手動(dòng)復(fù)位和電壓監(jiān)控功能外，還增加了一個(gè)看門狗定時(shí)器 （WDT）（圖 3）。（如果您不熟悉 watchdog 功能，請(qǐng)參閱本文末尾的“The Watchdog Timer”。

圖3. 第三個(gè)系列成員 ADPL62092 基于 ADPL62083 的基本監(jiān)控 IC 構(gòu)建，并通過(guò)添加看門狗定時(shí)器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位ADPL62086。

如果內(nèi)部看門狗輸入在看門狗超時(shí)期間保持高電平或低電平，則內(nèi)部看門狗定時(shí)器將過(guò)期并觸發(fā)復(fù)位。每當(dāng) reset 被置位，或者 watchdog 看到 rising 或 falling edge 時(shí)，watchdog timer 就會(huì)清除。看門狗超時(shí)時(shí)間為 102 毫秒、 600 毫秒、 1600 毫秒和 25.6 秒。當(dāng) reset timeout period 結(jié)束并且 reset 輸出被置低時(shí)，看門狗定時(shí)器繼續(xù)監(jiān)控看門狗輸入。

這些設(shè)備與系統(tǒng)處理器的互連非常簡(jiǎn)單（圖 4）。

圖4. 對(duì)于所有三個(gè) IC，與處理器 reset 的連接是一個(gè)微不足道的電路考慮因素。

如果您對(duì)選擇哪種監(jiān)控 IC 有疑問(wèn)，那么選擇功能齊全的 ADPL62092 可能是最有意義的。如果其 watchdog-timer 和 manual-reset 功能尚未使用，則它們的連接可以未使用。這樣，當(dāng)設(shè)計(jì)評(píng)審中的某人建議時(shí)，“嘿，也許我們應(yīng)該在這里添加看門狗時(shí)間（或手動(dòng)重置），以防萬(wàn)一，您就可以成為有遠(yuǎn)見(jiàn)的英雄。

看門狗計(jì)時(shí)器

如果您不熟悉看門狗計(jì)時(shí)器的概念，它是一個(gè)倒數(shù)計(jì)時(shí)器功能，系統(tǒng)必須定期重置，以驗(yàn)證系統(tǒng)是否由于軟件崩潰或硬件故障而“掛斷”或陷入無(wú)限循環(huán)。在大多數(shù)但不是所有情況下，缺少 watch dog timer 的 reset input 意味著存在軟件問(wèn)題。

系統(tǒng)程序需要不斷清除 （reset） 看門狗計(jì)時(shí)器的倒計(jì)時(shí)周期以再次啟動(dòng)，以便它不會(huì)超時(shí) （歸零）。如果看門狗定時(shí)器超時(shí)且未重置，它會(huì)向系統(tǒng)處理器發(fā)出重置或中斷。

雖然看門狗功能可以通過(guò)大型 IC 中的子電路甚至處理器和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)（有時(shí)是這樣），但最可靠的看門狗功能是作為獨(dú)立 IC 或在以模擬或功率為中心的 IC（如穩(wěn)壓器）中實(shí)現(xiàn)。