通常AVR單片機采用產生2個機器周期的低電平進行復位,簡單的復位電路可采用上電復位,復位腳接上拉電阻,復位腳引出電容接地(電阻電容串接,節點處接reset)。其實這種接法將電容電阻對調就是51內核單片機的復位電路(參數完全滿足要求)。
如果采用16M的晶振作為外部振蕩時序脈沖信號,為了產生2個機器周期的低電平(AVR采用12分頻),需要選取合適的R、C,這里采用上電復位電路進行分析計算。
解:
假設上電(電容充電)時刻t板間電量為q,電壓為u,根據回路電壓方程:
U-u=IR
又有:
q=cu,I=dq/dt
所以(帶入):
U-q/c=R*dq/dt
也就是:
R*dq/(U-q/c)=dt
不定積分得:
Rc*dq/(cU-q)=Rc*[-d(cU-q)/(cU-q)]=-Rcln(cU-q)=t+C(不定常量)
利用初始條件(t=0,q=0):
C(不定常量)=Rcln(1/cU)
于是(q、t關系):
q=cU[1-e^-t/(Rc)]
從表達式可以看出,若要充電完畢,也就是u=q/c=U[1-e^-t/(Rc)]=U,那么(1/e)^[t/(Rc)]=0,這時時間t將趨于無限大。實際中,1-e^-t/(Rc)很快趨向1,故經過很短的一段時間后,電容器極板間電荷和電壓的變化已經微乎其微,可以忽略。
現在計算在極板電壓達到電源電壓x%時的時間:
1-e^-t/(Rc)=x%
于是:
t=-RCln(1-x%)
令x%=95%:
t≈3RC
令x%=98%:
t≈3.9RC
令x%=99%:
t≈4.6RC
AVR單片機復位時間必須滿足:
t>2T(機器)=24*振蕩周期=24*(1/16)*10^-6=1.5*10^-6
也就是(95%):
3RC>1.5*10^-6
即:
RC>0.5^10-6
通常R=10K,C=100nF,RC=10^4*10^-7=10^-3滿足條件要求。任意的電阻、電容基本上都會滿足條件要求的,電阻選用K數量級,電容選用pF數量級,RC為10^-6數量級(滿足需要)。
電容器容量的表示方法
電容器的基本單位是“法拉”(F),1法拉的1/1000000(百萬分之一)是1微法(μF),1微法的1/1000000是1pF(1微微法,或1皮法)。它們之間的關系是百萬(或稱10的6次方)進位關系。
我們常用的電容有:
1、 電介電容:多數在1μF以上,直接用數字表示。如:4.7μF、100μF、220μF等等。這種電容的兩極有正負之分,長腳是正極。
2、 瓷片電容:多數在1μF以下,直接用數字表示。如:10、22、0.047、0.1等等,這里要注意的是單位。凡用整數表示的,單位默認pF;凡用小數表示的,單位默認μF。如以上例子中,分別是10P、22P、0.047μF、220μF等。
現在國際上流行另一種類似色環電阻的表示方法(單位默認pF):
如: “473”即47000pF=0.047μF
“103”即10000pF=0.01μF等等,
“XXX”第一、二個數字是有效數字,第三個數字代表后面添加0的個數。這種表示法已經相當普遍。
①以uF為單位:電容容量1uF以上者,直接以數值標示容量,例如10000uF,3300uF。
②以pF為單位:第一位數與第二位數代表電容數值,第三個數字代表10的次方,亦即數值後面0的個數。例如電容容量標示為104者,代表10後面有四個0,亦即100000pF。
③以nF為單位:電容容量標示為100N代表100x10-9=10-7法拉,亦等於0.1x10-6法拉,所以等於0.1UF。
以上關係可以表示為1uF=103nF=106pF
其中:1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法
字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF