基础——再看51单片机复位电路

 

51单片机复位方法：

在第9引脚接个持续2us的高电平就可以实现。

何时复位：

51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2us就可以实现【注】1，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统也会复位。

基本电路：

实现原理：

（1）开机复位

在电路图中，电容的的大小是10uf，电阻的大小是10k。

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以根据下文公式[注]2，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍，即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时，需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内，电容两端的电压从0-3.5V不断增加，这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少（串联电路各处电压之和为总电压），所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程，也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效，即复位；低电平无效，即单片机正常工作。所以在开机0.1S内，单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号，所以实现了自动复位。

（2）按键复位

在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

---

【注】

1.时钟周期即晶振的单位时间发出的脉冲数，晶振频率为12MHz时，12MHZ=12×10的6次方，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，即1/12微秒。一个机器周期等于12个时钟周期，所以是1微秒。51单片机的复位周期至少是两个机器周期，也就是说，保持RST引脚两个机器周期以上的高电平（2us）就可以了。

2.电容的充放电时间计算公式：

假设有电源Vu通过电阻R给电容C充电，V0为电容上的初始电压值，Vu为电容充满电后的电压值，Vt为任意时刻t时电容上的电压值，那么便可以得到如下的计算公式：        

如果电容上的初始电压为0，则公式可以简化为：       

         （充电公式）
  
           由上述公式可知，因为指数值只可能无限接近于0，但永远不会等于0，所以电容电量要完全充满，需要无穷大的时间。  

备注：exp是高等数学里以自然常数e为底的指数函数，e是一个常数为2.71828

    当t = RC时，Vt = Vu*(1-e^(-1)) = Vu * (1 - 1/e) = 0.63Vu
  
    当t = 2RC时，Vt = 0.86Vu；  

    当t = 3RC时，Vt = 0.95Vu；   

    当t = 4RC时，Vt = 0.98Vu； 
    当t = 5RC时，Vt = 0.99Vu； 
     可见，经过3~5个RC后，充电过程基本结束。  

    当电容充满电后，将电源Vu短路，电容C会通过R放电，则任意时刻t，电容上的电压为： 
                  （放电公式）