超低功耗微處理器監(jiān)控電路：MAX6854 - MAX6869系列解析

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，微處理器（μP）的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。而微處理器監(jiān)控電路能夠保障μP在各種復(fù)雜的電源環(huán)境下正常工作，避免出現(xiàn)代碼執(zhí)行錯(cuò)誤等問(wèn)題。今天要給大家介紹的是MAXIM公司的MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860 - MAX6869系列超低功耗微處理器監(jiān)控電路。

文件下載：MAX6860UK18D2+T.pdf

一、產(chǎn)品概述

該系列產(chǎn)品將電壓監(jiān)測(cè)、看門狗定時(shí)器和手動(dòng)復(fù)位輸入功能集成在一個(gè)5引腳的SOT23封裝中，典型工作電流僅為170nA，非常適合對(duì)功耗要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)論監(jiān)測(cè)電壓低于預(yù)設(shè)的復(fù)位閾值、手動(dòng)復(fù)位信號(hào)有效，還是看門狗定時(shí)器超時(shí)，這些器件都會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，確保微處理器能夠及時(shí)恢復(fù)到已知狀態(tài)。

二、關(guān)鍵特性

2.1 復(fù)位閾值和超時(shí)選項(xiàng)

復(fù)位閾值電壓從+1.575V到+4.625V，以約100mV的增量提供多種選擇，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置。同時(shí)，每個(gè)器件都提供六種最小復(fù)位超時(shí)選項(xiàng)，從10ms到1200ms不等，滿足不同系統(tǒng)的復(fù)位時(shí)間要求。

2.2 手動(dòng)復(fù)位和看門狗定時(shí)器

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6861 - MAX6869具備手動(dòng)復(fù)位輸入功能，方便操作人員或外部邏輯電路觸發(fā)復(fù)位操作。而MAX6864 - MAX6869則提供了看門狗定時(shí)器，可監(jiān)測(cè)WDI輸入的活動(dòng)情況，防止代碼執(zhí)行錯(cuò)誤。看門狗超時(shí)選項(xiàng)有3.3s或209s（典型值）可供選擇。

2.3 復(fù)位輸出類型

該系列產(chǎn)品提供推挽式低電平有效、推挽式高電平有效和開(kāi)漏式低電平有效三種復(fù)位輸出類型，可根據(jù)具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇。

2.4 其他特性

超低的170nA（典型值）電源電流，有效降低系統(tǒng)功耗；對(duì)短時(shí)間的VCC瞬態(tài)干擾具有較強(qiáng)的抗干擾能力；保證在VCC低至+1.1V時(shí)復(fù)位信號(hào)仍然有效；無(wú)需外部組件，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)；采用小型5引腳SOT23封裝，節(jié)省電路板空間；部分型號(hào)（MAX6861/MAX6862/MAX6863）與TPS3836/TPS3837/TPS3838引腳兼容，方便進(jìn)行替換升級(jí)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

由于其低功耗和多功能的特點(diǎn)，該系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種便攜式和電池供電設(shè)備，如PDA、手機(jī)、MP3播放器、尋呼機(jī)等。同時(shí)，在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，如葡萄糖監(jiān)測(cè)儀和患者監(jiān)護(hù)儀中也有出色的表現(xiàn)。

四、電氣特性

4.1 電源電流

在不同的電源電壓和工作狀態(tài)下，電源電流有所不同。例如，當(dāng)VCC > VTH且無(wú)負(fù)載、復(fù)位輸出無(wú)效時(shí)，VCC = 5.0V時(shí)典型電源電流為210nA；VCC = 3.3V時(shí)為190nA；VCC = 1.8V時(shí)為170nA。而當(dāng)VCC < VTH且無(wú)負(fù)載、復(fù)位輸出有效時(shí)，電源電流為7 - 15μA。

4.2 復(fù)位閾值和滯后

復(fù)位閾值電壓在VCC下降時(shí)具有一定的精度，其誤差范圍為±2.5%。復(fù)位閾值滯后為0.5 - 15%VTH，確保復(fù)位信號(hào)的穩(wěn)定和可靠。

4.3 復(fù)位超時(shí)和延遲

復(fù)位超時(shí)周期根據(jù)不同的選項(xiàng)（D1 - D6）從10ms到2400ms不等。VCC到復(fù)位的延遲時(shí)間在VCC以10mV/μs的速率從（VTH + 100mV）下降到（VTH - 100mV）時(shí)約為40μs。

4.4 輸出電壓

復(fù)位輸出電壓在不同的電源電壓和負(fù)載電流下有明確的規(guī)定。例如，當(dāng)VCC ≥ 1.1V、I SINK = 50μA且復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，RESET輸出低電平電壓V OL ≤ 0.3V。

五、引腳說(shuō)明

不同型號(hào)的產(chǎn)品引腳功能略有差異，但主要包括復(fù)位輸出（RESET）、接地（GND）、手動(dòng)復(fù)位輸入（MR）、電源輸入（VCC）和看門狗輸入（WDI，部分型號(hào)）等。例如，MAX6854/MAX6856的RESET引腳為低電平有效開(kāi)漏或推挽式復(fù)位輸出；MR引腳為低電平有效手動(dòng)復(fù)位輸入，內(nèi)部通過(guò)10kΩ電阻上拉到VCC。

六、詳細(xì)設(shè)計(jì)考慮

6.1 復(fù)位輸出

微處理器的復(fù)位輸入需要確保其在已知狀態(tài)下啟動(dòng)。該系列產(chǎn)品的復(fù)位輸出在VCC低至1.1V時(shí)仍然有效，能夠有效防止在電源上電、掉電和欠壓情況下的代碼執(zhí)行錯(cuò)誤。當(dāng)VCC低于復(fù)位閾值時(shí)，復(fù)位輸出會(huì)根據(jù)不同的輸出類型（低電平或高電平）進(jìn)行相應(yīng)的變化，并在VCC超過(guò)復(fù)位閾值后保持一段時(shí)間的復(fù)位狀態(tài)。

6.2 手動(dòng)復(fù)位

手動(dòng)復(fù)位功能為系統(tǒng)提供了額外的靈活性。通過(guò)將MR引腳拉低，可以觸發(fā)復(fù)位操作。復(fù)位信號(hào)在MR保持低電平時(shí)有效，并在MR變?yōu)楦唠娖胶蟊３忠欢螘r(shí)間的復(fù)位超時(shí)周期。在實(shí)際應(yīng)用中，如果不需要手動(dòng)復(fù)位功能，可以將MR引腳懸空或連接到VCC。

6.3 看門狗定時(shí)器

對(duì)于MAX6864 - MAX6869型號(hào)，看門狗定時(shí)器能夠監(jiān)測(cè)微處理器的活動(dòng)。如果微處理器在看門狗超時(shí)周期內(nèi)沒(méi)有對(duì)WDI輸入進(jìn)行高低電平的切換，內(nèi)部看門狗定時(shí)器將超時(shí)，觸發(fā)復(fù)位操作。在程序設(shè)計(jì)中，可以在不同的位置設(shè)置和復(fù)位看門狗輸入，避免出現(xiàn)死循環(huán)導(dǎo)致看門狗定時(shí)器無(wú)法超時(shí)的問(wèn)題。

6.4 復(fù)位超時(shí)選擇

MAX6854/MAX6855/MAX6856/MAX6858/MAX6860/MAX6864 - MAX6869的復(fù)位超時(shí)周期是固定的，而MAX6861/MAX6862/MAX6863則可以通過(guò)CT引腳選擇10ms或150ms（最?。┑膹?fù)位超時(shí)周期。在復(fù)位超時(shí)周期進(jìn)行過(guò)程中改變選擇，需要等到當(dāng)前周期結(jié)束后才會(huì)更新。

6.5 瞬態(tài)抗干擾能力

該系列產(chǎn)品對(duì)短時(shí)間的電源瞬態(tài)干擾具有較強(qiáng)的抗干擾能力。通過(guò)典型工作特性中的“最大VCC瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間與復(fù)位閾值過(guò)驅(qū)動(dòng)”曲線可以看出，在一定的瞬態(tài)幅度和持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)，器件通常不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位脈沖。一般來(lái)說(shuō)，100mV的VCC瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間在40μs或更短不會(huì)導(dǎo)致復(fù)位。

6.6 邏輯兼容性

開(kāi)漏式復(fù)位輸出可以用于與其他邏輯電平的微處理器進(jìn)行接口。將開(kāi)漏輸出連接到0 - 5.5V的電壓上，通過(guò)上拉電阻可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。但需要注意的是，隨著監(jiān)控電路的VCC降低，其在RESET引腳的灌電流能力也會(huì)下降。

6.7 確保復(fù)位信號(hào)有效性

當(dāng)VCC低于1.1V時(shí)，推挽式復(fù)位輸出的灌電流能力會(huì)急劇下降。為了確保在VCC低至0V時(shí)復(fù)位信號(hào)仍然有效，可以在RESET和GND之間添加下拉電阻，但開(kāi)漏式復(fù)位輸出不能使用這種方法。

七、選型和訂購(gòu)信息

該系列產(chǎn)品提供了豐富的選型選項(xiàng)，工程師可以根據(jù)復(fù)位輸出類型、手動(dòng)復(fù)位、看門狗定時(shí)器和CT引腳等功能需求進(jìn)行選擇。在訂購(gòu)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求插入復(fù)位閾值后綴、復(fù)位超時(shí)周期對(duì)應(yīng)的數(shù)字以及看門狗超時(shí)周期對(duì)應(yīng)的字母（僅MAX6864 - MAX6869）。標(biāo)準(zhǔn)版本的樣品庫(kù)存通常較多，訂購(gòu)增量為2500件；非標(biāo)準(zhǔn)版本的訂購(gòu)增量為10000件，具體可用性需要聯(lián)系廠家咨詢。同時(shí)，產(chǎn)品提供有鉛和無(wú)鉛兩種封裝，訂購(gòu)無(wú)鉛封裝時(shí)將“ - T”替換為“ + T”即可。

八、總結(jié)

MAX6854 - MAX6869系列超低功耗微處理器監(jiān)控電路以其豐富的功能、低功耗和小型化封裝等優(yōu)勢(shì)，為電子工程師在設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)時(shí)提供了一個(gè)可靠的解決方案。無(wú)論是在便攜式設(shè)備還是醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，這些器件都能夠有效地保障微處理器的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求，合理選擇復(fù)位閾值、超時(shí)周期和輸出類型等參數(shù)，同時(shí)注意一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，如瞬態(tài)抗干擾、邏輯兼容性和復(fù)位信號(hào)有效性等問(wèn)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(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。