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

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，微處理器監(jiān)控電路對(duì)于保障系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。今天我們就來(lái)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(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。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(zhǔn)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(shí)輸出狀態(tài)仍然正確。

這個(gè)系列有多種型號(hào)可供選擇，不同型號(hào)在功能上略有差異。例如，MAX6821、MAX6822 和 MAX6823 都有手動(dòng)復(fù)位輸入和看門狗定時(shí)器；MAX6824 有看門狗定時(shí)器以及推挽式的 RESET 和 RESET；MAX6825 有手動(dòng)復(fù)位輸入以及推挽式的 RESET 和 RESET。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

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(yīng)多種不同的供電需求。這使得它在不同的應(yīng)用場(chǎng)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(shè)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(fù)位超時(shí)延遲

具有 140ms（最?。┑膹?fù)位超時(shí)延遲，確保在電源電壓恢復(fù)正常后，系統(tǒng)有足夠的時(shí)間進(jìn)行復(fù)位操作，避免因瞬間的電壓波動(dòng)而頻繁復(fù)位。

2.3 看門狗定時(shí)器

部分型號(hào)（MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6824）具有 1.6s 的看門狗超時(shí)周期，用于監(jiān)控代碼執(zhí)行錯(cuò)誤。如果微處理器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有對(duì)看門狗輸入進(jìn)行操作，就會(huì)觸發(fā)復(fù)位，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)榇a執(zhí)行錯(cuò)誤而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的情況呢？

2.4 手動(dòng)復(fù)位輸入

MAX6821/MAX6822/MAX6823/MAX6825 都具備手動(dòng)復(fù)位輸入功能，方便操作人員在需要時(shí)手動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)。這在調(diào)試或維護(hù)過(guò)程中非常實(shí)用。

2.5 三種復(fù)位輸出選項(xiàng)

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

2.6 低電壓可靠性

保證在 (V{CC}= +1.0V) 時(shí)復(fù)位仍然有效，并且對(duì)短時(shí)間的負(fù) (V{CC}) 瞬變具有免疫力，增強(qiáng)了系統(tǒng)在復(fù)雜電源環(huán)境下的可靠性。

2.7 無(wú)需外部組件

該系列產(chǎn)品無(wú)需外部組件，減少了電路板的空間占用和成本，同時(shí)也降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

2.8 小封裝

采用小型的 5 引腳 SOT23 封裝，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如便攜式設(shè)備等。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 機(jī)頂盒：保障機(jī)頂盒在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，避免因電源波動(dòng)或代碼錯(cuò)誤導(dǎo)致死機(jī)等問(wèn)題。
• 計(jì)算機(jī)和控制器：為計(jì)算機(jī)和各類控制器提供可靠的復(fù)位和監(jiān)控功能，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
• 嵌入式控制器：在嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)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(fù)雜環(huán)境下的準(zhǔn)確運(yùn)行，防止因意外情況導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或設(shè)備故障。
• 關(guān)鍵微處理器監(jiān)控：對(duì)于一些對(duì)可靠性要求極高的微處理器應(yīng)用，該系列產(chǎn)品可以提供有效的監(jiān)控和保護(hù)。
• 便攜式/電池供電設(shè)備：由于其低電壓監(jiān)控能力和小封裝的特點(diǎn)，非常適合用于便攜式設(shè)備和電池供電設(shè)備。

四、引腳配置

五、電氣特性

5.1 工作電壓范圍

不同型號(hào)在不同溫度范圍內(nèi)的工作電壓范圍有所不同，例如在 (T_{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 時(shí)，工作電壓范圍一般在 1.2V 到 5.5V 之間。這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，要根據(jù)具體的型號(hào)和工作環(huán)境來(lái)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(huì)有所變化。例如，在 (V{CC} = +5.5V) 且無(wú)負(fù)載，(T{A} = -40^{circ}C) 到 +125°C 時(shí)，電源電流最大為 30μA。了解這些參數(shù)有助于我們?cè)u(píng)估系統(tǒng)的功耗。

5.3 復(fù)位閾值

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

5.4 復(fù)位超時(shí)周期

復(fù)位超時(shí)周期在不同溫度范圍內(nèi)也有所不同，一般在 100ms 到 320ms 之間。這個(gè)參數(shù)對(duì)于確保系統(tǒng)在復(fù)位后有足夠的時(shí)間進(jìn)行初始化非常重要。

六、應(yīng)用信息

6.1 看門狗輸入電流

當(dāng) WDI 未連接時(shí)，看門狗定時(shí)器會(huì)在看門狗超時(shí)周期內(nèi)通過(guò)計(jì)數(shù)器鏈的低 - 高 - 低脈沖來(lái)服務(wù)。為了實(shí)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(shí)周期內(nèi)將 WDI 保持低電平，并在超時(shí)周期的前 7/8 內(nèi)脈沖一次低 - 高 - 低來(lái)復(fù)位看門狗定時(shí)器。如果在大部分超時(shí)周期內(nèi)將 WDI 外部驅(qū)動(dòng)為高電平，最多可能有 160μA 的電流流入 WDI。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有沒(méi)有考慮過(guò)如何優(yōu)化看門狗輸入電流呢？

6.2 與雙向復(fù)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(fù)位引腳的微處理器（如摩托羅拉 68HC11）接口。通過(guò)一個(gè)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(gè)設(shè)備觸發(fā)復(fù)位。

6.3 負(fù)向 (V_{CC}) 瞬變

這些監(jiān)控器對(duì)短時(shí)間的負(fù)向 (V{CC}) 瞬變（毛刺）相對(duì)免疫，通常不需要整個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉。在電源上電、掉電和欠壓條件下，會(huì)向微處理器發(fā)出復(fù)位信號(hào)。典型工作特性圖顯示了 MAX6821 - MAX6825 的最大 (V{CC}) 瞬變持續(xù)時(shí)間與復(fù)位閾值過(guò)驅(qū)動(dòng)的關(guān)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(huì)減小。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)低于復(fù)位閾值 100mV 且持續(xù)時(shí)間為 20μs 或更短的 (V_{CC}) 瞬變通常不會(huì)觸發(fā)復(fù)位脈沖。

6.4 看門狗軟件考慮

為了讓看門狗定時(shí)器更緊密地監(jiān)控軟件執(zhí)行，可以在程序的不同點(diǎn)設(shè)置和復(fù)位看門狗輸入，而不是簡(jiǎn)單地脈沖看門狗輸入高 - 低 - 高或低 - 高 - 低。這種技術(shù)可以避免陷入死循環(huán)，因?yàn)樵谒姥h(huán)中看門狗定時(shí)器會(huì)不斷被復(fù)位，導(dǎo)致看門狗無(wú)法超時(shí)。但這種方案會(huì)導(dǎo)致比在大部分超時(shí)周期內(nèi)將 WDI 保持低電平并定期脈沖低 - 高 - 低更高的時(shí)間平均 WDI 輸入電流。

七、總結(jié)

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(yīng)用范圍和良好的電氣特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)微處理器監(jiān)控電路時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)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(hào)、引腳配置和復(fù)位閾值等參數(shù)，同時(shí)注意看門狗輸入電流、與微處理器的接口以及軟件設(shè)計(jì)等方面的問(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)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。