单片机的复位

刚刚接通电源的单片机内部处于不稳定的状态，CPU无法正常运转。因此，就需要进行单片机状态初始化，这就叫做复位。单片机带有复位信号输入引脚，可以将这个信号调至低电平状态后让单片机复位。也就是说通过输入复位信号来彻底叫醒单片机进入工作状态。

接下来讲解一下复位的时序（如下图）。只有在向单片机提供稳定的时钟信号和电源的状态下才能实现复位，同时需将复位信号调至低电平。为了实现这种状态，需要将相比电源上电稍迟一步上电的电路与复位输入引脚相连接。这种电路在电源上电后通过电阻电流慢慢流向电容，电压缓缓上升。因此，电源上电后经过一段时间可以形成解除复位的电 路。这种外部电路称为“上电复位电路”。

复位电路与时序

如上图所示，上电复位电路左侧的电路称为“手动按钮复位电路”。这是通过手动按下按钮后让单片机进入初始化状态的电路。

普通单片机上复位信号必须在一定时间内保持低电平。具体时间记载在硬件手册和数据手册上。必须根据这个时间的长短来确定电阻R和电容C。

二、CPU的复位操作

通过复位操作，可以使程序计数器PC回到初始值，PC中保存的是CPU将要执行的指令地址。程序计数器PC的初始值是应用程序的头地址。单片机开始运行应用程序的方式有“固定地址开始方式”和“向量方式”。在设计单片机时，决定要使用的方式。

常见的单片机复位方式及其原理分析

为确保设计出的电路系统稳定可靠的工作，必须在电路中加入复位电路——将电路恢复到初始状态。类似于我们使用的电脑，一旦我们电脑死机或发生其他问题，我们会利用重启按钮重启我们的电脑。复位电路亦是如此，一旦我们按下复位按键，复位电路就会将系统恢复到初始状态。复位电路的一般组成是电容和电阻组合形式，少部分会用到三极管。

复位方式

1、上电复位/掉电复位

上电复位

当电源电压VCC低于上电/掉电复位电路的门槛电压时，所有的逻辑电路都会被复位。当VCC重新恢复到正常电压时，单片机延迟32768个时钟后，上电复位/掉电复位状态结束。

2、按键复位

3、软件复位

涉及的单片机系统在运行过程中，有时难免会遇到需要软件复位的情况。有些古老的单片机在硬件上可能不支持软件复位功能，所以我们就需要去模拟软件复位的过程。比较常用的方法是跳转到程序的入口地址，利用汇编LJMP、JMP等跳转语句跳到程序的初始入口。但是现在常用的一些单片机(8051、STM32等)在硬件上都支持软件复位，配置专门的寄存器就可以实现复位功能。例如常用的8051单片机，有专门的ISP_CONTER寄存器来支持复位。寄存器的具体配置参考如下。

ISP_CONTER

4、看门狗(WDT)复位

在工业应用中，绝大多数应用系统都会用到看门狗(Watch Dog Timer)。在工业控制/汽车电子/航空航天等高可靠系统中，为了防止系统在异常情况下受到干扰导致MCU长时间异常工作、程序跑飞，通常是引进看门狗。如果CPU不在规定时间内访问看门狗，看门狗就认为系统出了问题，会强制将系统进行复位，使系统从头开始执行程序。现在绝大多数的单片机都支持看门狗功能，例如STC89C52、STM32等。STC89C52单片机有专门的看门狗寄存器WDT_CONTER，配置相应的位即可启动看门狗。

看门狗

复位原理

无论使用上面的哪种复位方式，其本质都是在操作RST复位引脚。用8051单片机按键复位方式的图来说明复位电路的原理。8051单片机的RST引脚只需要保持2个机器周期的高电平即可产生复位。利用电容电压不可突变的性质，适当选取电容充放电的参数(电容值、电阻值)即可达到要求。刚开始上电时，由于电容电压(0V)不能突变，所以电容两端电压为0V，RST此时的电压为VCC。电容慢慢充电，充电结束后，电容两端的电压为VCC，所以此时RST的电势为0V。电容的这一段充电时间要大于单片机的2个机器周期。

软件复位和看门狗复位方式的原理都是使RST的高电平持续时间能够维持2个机器周期。

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