3.0V/3.3V微處理器監(jiān)控電路：MAX690T/S/R等系列產(chǎn)品解析

在微處理器（μP）系統(tǒng)中，電源監(jiān)控和電池控制功能至關(guān)重要，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。今天我們就來(lái)詳細(xì)探討一下MAX690T/S/R、MAX704T/S/R、MAX802T/S/R、MAX804 - MAX806T/S/R這一系列3.0V/3.3V微處理器監(jiān)控電路。

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一、產(chǎn)品概述

這些微處理器監(jiān)控電路極大地降低了μP系統(tǒng)中電源監(jiān)控和電池控制功能所需的復(fù)雜度和組件數(shù)量。相較于分立的集成電路或離散組件，它們顯著提高了系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。該系列器件專為3.0V或3.3V電源供電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，后綴字母代表不同的復(fù)位閾值電壓，分別為3.075V（T）、2.925V（S）和2.625V（R）。所有這些器件都有8引腳DIP和SO封裝。

二、功能特點(diǎn)

2.1 復(fù)位輸出

• 復(fù)位功能保障：微處理器的復(fù)位輸入能使其處于已知狀態(tài)。這些監(jiān)控電路在電源上電、掉電、欠壓或看門(mén)狗超時(shí)等情況下會(huì)觸發(fā)復(fù)位，防止代碼執(zhí)行錯(cuò)誤。RESET在0V < (V{CC}) < (V{RST}) 且 (V{BATT}) 大于1V時(shí)，保證為邏輯低電平；無(wú)備用電池時(shí)，在 (V{CC}) > 1V時(shí)RESET保證有效。一旦 (V_{CC}) 超過(guò)復(fù)位閾值，內(nèi)部定時(shí)器會(huì)使RESET在復(fù)位超時(shí)期間保持低電平。
• 不同型號(hào)復(fù)位閾值差異：不同型號(hào)適用于不同電源容差的系統(tǒng)。例如，MAX690T/MAX704T/MAX805T適用于3.3V ±5%電源容差和10%系統(tǒng)容差的系統(tǒng)；MAX690S/MAX704S/MAX805S適用于3.3V ±10%的電源；MAX690R/MAX704R/MAX805R則針對(duì)3.0V ±10%的電源進(jìn)行了優(yōu)化。而MAX802R/S/T、MAX804R/S/T和MAX806R/S/T與上述型號(hào)類似，但復(fù)位和電源故障閾值容差更嚴(yán)格。

2.2 看門(mén)狗輸入

• 監(jiān)控微處理器活動(dòng)：看門(mén)狗電路用于監(jiān)控微處理器的活動(dòng)。如果微處理器在1.6秒內(nèi)未切換看門(mén)狗輸入（WDI），則會(huì)觸發(fā)復(fù)位脈沖。內(nèi)部1.6秒定時(shí)器可通過(guò)復(fù)位脈沖或WDI的電平轉(zhuǎn)換（低到高或高到低）清零。與5V的MAX690系列不同，該系列的看門(mén)狗功能不能禁用。

2.3 電源故障比較器

• 檢測(cè)電源故障：PFI輸入與內(nèi)部參考電壓比較，若PFI小于 (V{PFT}) ，PFO輸出低電平。該比較器可作為欠壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電源故障。當(dāng) (V{CC}) 下降到 (V{SW}) 以下時(shí)，電源故障比較器關(guān)閉，PFO輸出低電平；上電時(shí) (V{CC}) 超過(guò) (V_{SW}) ，比較器開(kāi)啟。若不使用該比較器，可將PFI接地，PFO不連接。

2.4 備用電池切換

• 保障數(shù)據(jù)保存：在欠壓或電源故障時(shí)，為了保存RAM中的數(shù)據(jù)，當(dāng)安裝備用電池（ (V{BATT}) ）且 (V{CC}) 下降時(shí)，器件會(huì)自動(dòng)將RAM切換到備用電源。當(dāng) (V{CC}) 低于 (V{SW}) 且 (V{BATT}) 大于 (V{CC}) ，或者 (V{CC}) 低于1.75V（典型值）時(shí)， (V{BATT}) 通過(guò)140Ω開(kāi)關(guān)連接到 (V{OUT}) 。當(dāng) (V{CC}) 恢復(fù)時(shí)，切換會(huì)延遲到 (V_{CC}) 超過(guò)復(fù)位閾值，以確保電源穩(wěn)定。

2.5 手動(dòng)復(fù)位

• 靈活控制復(fù)位：MR輸入為邏輯低電平時(shí)觸發(fā)復(fù)位。復(fù)位在MR為低電平時(shí)保持有效，MR變?yōu)楦唠娖胶蟪掷m(xù)200ms。該輸入有內(nèi)部70μA上拉電流，若不使用可懸空。MR可由TTL或CMOS邏輯電平驅(qū)動(dòng)，也可通過(guò)開(kāi)關(guān)接地實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位功能，無(wú)需外部去抖電路。

三、電氣特性

3.1 電壓范圍與電流

• 工作電壓范圍：不同型號(hào)和溫度范圍下，工作電壓范圍有所不同。例如，MAX690_C、MAX704_C、MAX80C的工作電壓范圍為1.0 - 5.5V；MAX690_E/M、MAX704_E/M、MAX80E/M為1.1 - 5.5V。
• 電源電流： (V{CC}) 電源電流在不同條件下有不同取值，如在 (V{CC}) < 3.6V和 (V{CC}) < 5.5V時(shí)，不同溫度范圍的器件電源電流有所差異。備用電池模式下的 (V{CC}) 電源電流以及 (V_{BATT}) 電源電流等也都有相應(yīng)的參數(shù)范圍。

3.2 輸出電壓與閾值

• VOUT輸出電壓：在不同負(fù)載電流和電源條件下， (V{OUT}) 輸出電壓有不同的取值范圍。例如，在 (I{OUT}) = 5mA和 (I{OUT}) = 50mA時(shí)，不同溫度范圍的器件 (V{OUT}) 輸出電壓有所不同。
• 復(fù)位閾值：不同型號(hào)的復(fù)位閾值在 (V_{CC}) 下降和上升時(shí)有所差異，且考慮了典型的10mV遲滯以防止內(nèi)部振蕩。

四、應(yīng)用信息

4.1 避免短路損壞

這些微處理器監(jiān)控電路沒(méi)有短路保護(hù)功能，除了上電瞬態(tài)（如給去耦電容充電）外，將 (V{OUT}) 短路到地會(huì)損壞器件。因此，需要在 (V{CC}) 和 (V_{BATT}) 引腳盡可能靠近器件處連接0.1μF電容進(jìn)行去耦。

4.2 備用電源使用

• 超級(jí)電容作為備用電源：超級(jí)電容具有極高的電容值，可作為備用電源?？梢酝ㄟ^(guò)二極管將超級(jí)電容連接到3V輸入，或者在有5V電源時(shí)，將超級(jí)電容充電到5V以延長(zhǎng)備用時(shí)間。
• 無(wú)備用電源操作：如果不使用備用電池，可將 (V{BATT}) 和 (V{OUT}) 都連接到 (V_{CC}) ，或者選擇其他微處理器監(jiān)控器，如MAX706T/S/R或MAX708T/S/R。
• 更換備用電池：在 (V{CC}) 有效時(shí)，若 (V{BATT}) 通過(guò)0.1μF電容接地去耦，則可安全移除備用電源，不會(huì)觸發(fā)復(fù)位。

4.3 電源故障比較器優(yōu)化

• 增加遲滯：電源故障比較器典型輸入遲滯為10mV，若需要更多噪聲裕量，可在PFO和PFI之間連接電阻。通過(guò)合理選擇電阻比值和添加電容，可增加遲滯窗口，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。
• 監(jiān)控額外電源：這些監(jiān)控器可通過(guò)電阻分壓器將PFI連接到要監(jiān)控的電源，PFO可用于向微處理器產(chǎn)生中斷。在MAX704和MAX806上，將PFO連接到MR可在監(jiān)控電源超出容差時(shí)觸發(fā)復(fù)位。

4.4 與雙向復(fù)位引腳微處理器接口

對(duì)于具有雙向復(fù)位引腳的微處理器，如Motorola 68HC11系列，為避免邏輯電平不確定問(wèn)題，可在RESET輸出和微處理器復(fù)位I/O之間連接4.7kΩ電阻，并對(duì)RESET輸出進(jìn)行緩沖。

4.5 負(fù)向 (V_{CC}) 瞬態(tài)處理

這些監(jiān)控器在電源上電、掉電和欠壓時(shí)向微處理器發(fā)出復(fù)位信號(hào)，對(duì)短時(shí)間的負(fù)向 (V{CC}) 瞬態(tài)（毛刺）具有一定的抗干擾能力?？拷?(V{CC}) 引腳安裝100nF旁路電容可提供額外的瞬態(tài)抗干擾能力。

五、訂購(gòu)信息與封裝

該系列器件有多種溫度范圍和封裝可供選擇，包括8引腳塑料DIP、8引腳SO、8引腳CERDIP等。部分封裝有含鉛和無(wú)鉛兩種版本，訂購(gòu)無(wú)鉛版本時(shí)需在零件編號(hào)末尾添加“+”符號(hào)。

總之，MAX690T/S/R、MAX704T/S/R、MAX802T/S/R、MAX804 - MAX806T/S/R系列微處理器監(jiān)控電路為3.0V/3.3V微處理器系統(tǒng)提供了全面的電源監(jiān)控和電池控制解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)約束，合理選擇型號(hào)和配置，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用這些器件時(shí)，是否遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？歡迎分享交流。