RC阻容上電復位電路中上電時間的計算

ID:63113 · 發表于 2019-8-17 15:24

文沙鷗

我這里經常會做到關于單片機系統及其電路板開發的項目（業務Q-Q2531263726），在不少的單片機最小系統中很重要的一個電路單元就是上電復位電路，如51、STM32F103單片機等。以前在做設計的時候其實沒有多想，按照廠家推薦的電路依葫蘆畫瓢就可以了，也沒有出過什么問題效果也不錯。

不過最近看到一資料，有關于RC上電復位電路的介紹，講了該電路的電壓上升到某一個點位的時間的計算，覺得非常有用。比如對于單片機來說，假如復位時間過長，又有其他外設，比如顯示屏的話，可能會導致顯示屏在開機后閃一下屏，這給用戶的體驗可不怎么好。所以，還是分享一下這個RC電路中電壓達到特定點的時間的計算方法，以方便各位設計師或者電子愛好者的設計。

在這RC電路中，接通電源的剛開始由于電源的不穩定和電容C的隔直通交效應，可以看做電容C是短路的，所以此時Vt=0V，如果此時Vt接到STM32單片機的NRST引腳，此時單片機就會復位。后來由于電源的逐步穩定和電容的充放電效應，電容逐漸由短路變成斷路，最后Vt=VCC=3.3V。但是Vt從V0=0V到3.3V的過程不是一蹴而就的，而是一個漸變的上升過程，需要一定的時間。

做一個假設：要使Vt=2.0V，設Vt從接通電源的0V到2.0V所用的時間為t。

那么由公式： t=RxCxLn[(VCC-V0)/(VCC-Vt)]

=(10x103)x(0.1x10-6)xLn[(3.3-0)/(3.3-2.0)]

=0.931x10-3s=0.931ms

其中Ln是自然對數，是以常數e為底數的對數。這個可以在電腦上的計算器里面用“科學型”模式進行計算。

也就是說，此時單片機會在電路得電后馬上進行復位，并在0.931秒后單片機正常工作。這個參數就是設計的依據，可以控制RC的值進行改變，從而優化設計。

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參考：

【1】吳厚航《深入淺出玩轉FPGA》第3版