MAX6821/MAX6825：低電壓SOT23微處理器監(jiān)控器的詳細解析

在電子設備的設計中，微處理器監(jiān)控電路對于保障系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性起著至關重要的作用。今天我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX6821 - MAX6825系列低電壓微處理器（μP）監(jiān)控電路。

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一、產(chǎn)品概述

MAX6821 - MAX6825系列將電壓監(jiān)控、看門狗定時器和手動復位輸入功能集成在一個5引腳的SOT23封裝中。與分立的集成電路或離散組件相比，這些微處理器監(jiān)控電路極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和準確性。該系列產(chǎn)品能夠監(jiān)控從 +1.8V 到 +5.0V 的電壓，并且保證在 (V_{CC}) 低至 +1.0V 時輸出狀態(tài)仍然正確。

這個系列有多種型號可供選擇，不同型號在功能上略有差異。例如，MAX6821、MAX6822 和 MAX6823 都有手動復位輸入和看門狗定時器；MAX6824 有看門狗定時器以及推挽式的 RESET 和 RESET；MAX6825 有手動復位輸入以及推挽式的 RESET 和 RESET。

二、產(chǎn)品特點

2.1 電壓監(jiān)控范圍廣

能夠監(jiān)控 +1.8V、+2.5V、+3.0V、+3.3V、+5.0V 的電源，適應多種不同的供電需求。這使得它在不同的應用場景中都能發(fā)揮作用，比如在一些需要低電壓供電的便攜式設備，以及需要較高電壓的工業(yè)控制器中都可以使用。

2.2 復位超時延遲

具有 140ms（最?。┑膹臀怀瑫r延遲，確保在電源電壓恢復正常后，系統(tǒng)有足夠的時間進行復位操作，避免因瞬間的電壓波動而頻繁復位。

2.3 看門狗定時器

部分型號（MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6824）具有 1.6s 的看門狗超時周期，用于監(jiān)控代碼執(zhí)行錯誤。如果微處理器在規(guī)定時間內沒有對看門狗輸入進行操作，就會觸發(fā)復位，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大家在實際應用中，有沒有遇到過因為代碼執(zhí)行錯誤而導致系統(tǒng)崩潰的情況呢？

2.4 手動復位輸入

MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6825 都具備手動復位輸入功能，方便操作人員在需要時手動復位系統(tǒng)。這在調試或維護過程中非常實用。

2.5 三種復位輸出選項

提供推挽式 RESET、推挽式 RESET 和開漏式 RESET 三種復位輸出選項，滿足不同的接口需求。設計人員可以根據(jù)具體的電路設計選擇合適的復位輸出方式。

2.6 低電壓可靠性

保證在 (V{CC}= +1.0V) 時復位仍然有效，并且對短時間的負 (V{CC}) 瞬變具有免疫力，增強了系統(tǒng)在復雜電源環(huán)境下的可靠性。

2.7 無需外部組件

該系列產(chǎn)品無需外部組件，減少了電路板的空間占用和成本，同時也降低了設計的復雜度。

2.8 小封裝

采用小型的 5 引腳 SOT23 封裝，適合對空間要求較高的應用場景，如便攜式設備等。

三、應用領域

• 機頂盒：保障機頂盒在運行過程中的穩(wěn)定性，避免因電源波動或代碼錯誤導致死機等問題。
• 計算機和控制器：為計算機和各類控制器提供可靠的復位和監(jiān)控功能，確保系統(tǒng)的正常運行。
• 嵌入式控制器：在嵌入式系統(tǒng)中，對微處理器進行實時監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
• 智能儀器：保證智能儀器在復雜環(huán)境下的準確運行，防止因意外情況導致數(shù)據(jù)錯誤或設備故障。
• 關鍵微處理器監(jiān)控：對于一些對可靠性要求極高的微處理器應用，該系列產(chǎn)品可以提供有效的監(jiān)控和保護。
• 便攜式/電池供電設備：由于其低電壓監(jiān)控能力和小封裝的特點，非常適合用于便攜式設備和電池供電設備。

四、引腳配置

五、電氣特性

5.1 工作電壓范圍

不同型號在不同溫度范圍內的工作電壓范圍有所不同，例如在 (T_{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 時，工作電壓范圍一般在 1.2V 到 5.5V 之間。這就要求我們在設計電路時，要根據(jù)具體的型號和工作環(huán)境來選擇合適的電源。

5.2 電源電流

在不同的工作條件下，電源電流也會有所變化。例如，在 (V{CC} = +5.5V) 且無負載，(T{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 時，電源電流最大為 30μA。了解這些參數(shù)有助于我們評估系統(tǒng)的功耗。

5.3 復位閾值

該系列產(chǎn)品有九種預編程的復位閾值電壓可供選擇，具體的閾值電壓可以通過后綴字母來確定。例如，后綴為 “L” 時，復位閾值為 4.63V。在實際應用中，我們需要根據(jù)系統(tǒng)的要求來選擇合適的復位閾值。

5.4 復位超時周期

復位超時周期在不同溫度范圍內也有所不同，一般在 100ms 到 320ms 之間。這個參數(shù)對于確保系統(tǒng)在復位后有足夠的時間進行初始化非常重要。

六、應用信息

6.1 看門狗輸入電流

當 WDI 未連接時，看門狗定時器會在看門狗超時周期內通過計數(shù)器鏈的低 - 高 - 低脈沖來服務。為了實現(xiàn)最小的看門狗輸入電流（即最小的整體功耗），建議在大部分看門狗超時周期內將 WDI 保持低電平，并在超時周期的前 7/8 內脈沖一次低 - 高 - 低來復位看門狗定時器。如果在大部分超時周期內將 WDI 外部驅動為高電平，最多可能有 160μA 的電流流入 WDI。大家在實際設計中，有沒有考慮過如何優(yōu)化看門狗輸入電流呢？

6.2 與雙向復位引腳的微處理器接口

由于 MAX6822 的 RESET 輸出是開漏式的，它可以很容易地與具有雙向復位引腳的微處理器（如摩托羅拉 68HC11）接口。通過一個上拉電阻將微處理器監(jiān)控器的 RESET 輸出直接連接到微控制器的 RESET 引腳，允許任何一個設備觸發(fā)復位。

6.3 負向 (V_{CC}) 瞬變

這些監(jiān)控器對短時間的負向 (V{CC}) 瞬變（毛刺）相對免疫，通常不需要整個系統(tǒng)關閉。在電源上電、掉電和欠壓條件下，會向微處理器發(fā)出復位信號。典型工作特性圖顯示了 MAX6821 - MAX6825 的最大 (V{CC}) 瞬變持續(xù)時間與復位閾值過驅動的關系，從中可以看出，隨著瞬變幅度的增加，最大允許的脈沖寬度會減小。一般來說，一個低于復位閾值 100mV 且持續(xù)時間為 20μs 或更短的 (V_{CC}) 瞬變通常不會觸發(fā)復位脈沖。

6.4 看門狗軟件考慮

為了讓看門狗定時器更緊密地監(jiān)控軟件執(zhí)行，可以在程序的不同點設置和復位看門狗輸入，而不是簡單地脈沖看門狗輸入高 - 低 - 高或低 - 高 - 低。這種技術可以避免陷入死循環(huán)，因為在死循環(huán)中看門狗定時器會不斷被復位，導致看門狗無法超時。但這種方案會導致比在大部分超時周期內將 WDI 保持低電平并定期脈沖低 - 高 - 低更高的時間平均 WDI 輸入電流。

七、總結

MAX6821 - MAX6825 系列低電壓微處理器監(jiān)控電路以其豐富的功能、廣泛的應用范圍和良好的電氣特性，為電子工程師在設計微處理器監(jiān)控電路時提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的需求和工作環(huán)境，合理選擇型號、引腳配置和復位閾值等參數(shù)，同時注意看門狗輸入電流、與微處理器的接口以及軟件設計等方面的問題，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用該系列產(chǎn)品的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應用經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)分享。