电源电压监控在单片机中的重要性

电源在所设计系统的设备中可以说是最简单的器件，但却往往放在整机设计的最后。为了保证单片机的可靠运转，对供电系统的要求越来越高。在单片机系统中，例如高频高精度的a／d数据转换，一般都要求电压偏差不超过5％，若芯片的供电电压为5v，即电压偏差不能超过0．25v。否则，可能会造成单片机运行不稳定，轻则引起输入输出关系精确度下降(如a／d转换精度等)，可能会使系统内部程序出现错误或者混乱，甚至影响芯片寿命和导致芯片损坏。因此，在电路中需要通过电压监控电路来实现对电压的实时监控，使电源能够为芯片提供合格而稳定的电压。 tl77xxa系列芯片是专门为单片机系统电压监控而设计的芯片(如图1，引脚定义：ref基准电压；ct延时；gnd接地；vcc电源；sense监测电压；reset复位输出；片选)。其主要有以下优点：上电掉电自动复位输出、宽电压监视范围、内置精密电压源、自带温度补偿、复位输出时间可调、互补复位输出。因此tl77xxa系列芯片在单片系统中有着广泛地运用。下面对tl77xxa的原理作简单的介绍，并将举例说明其在实际中的应用。

◆ tl77xxa系列原理

l ．tl77xxa系列原理：

tl77xxa系列集成电路硬件原理图如图2，其工作电压波形如图4。从sense引脚输入电压判断电压是否欠压。

统上电后vcc引脚电压上升至3．6v时，reset输出将变为低电平。当sense引脚电平高于vit+时芯片内部的定时功能将产生一定的延时(延时时间长度由外部电容ct决定，td=1．3x104xct(单位：ct法拉，td秒))，在延时期间reset为低电平reset高电平。延时时间到了以后reset和reset信号截止(reset为高，reset为低)，上电复位完成。系统正常运行中突然出现掉电的情况时，sense引脚电压一旦低于vit－， reset和reset输出将分别为低电平和高电平并保持到vcc为2v时。当vcc低于2v时，reset和reset输出信号未知。(对于tl7705a，vit+=v it－=4．6v。)

注意：ref引脚必须接一个外接电容，以消除电压快速变化时对芯片产生的影响。电容的典型值为0．1uf。

2．tl77xxa系列具体型号

tl77xxa系列芯片以其自身的特点在电压监控中有着重要作用，而且成本低、功能多，硬件线路简单，tl77xxa系列产品能满足多种电源系统。下面我们将以单片机中常用的几种形式来说明tl77xxa在实际系统中的应用。

tl7705a在单片机系统中电压监控的应用

1． tl7705a在at89c52单片机中的一般应用

在我们研究的投入式水位计at89c52系统中，我们采用tl7705a对单片机系统的电压监控。如图6，tl7705a作为at89c52系统的电压监控芯片，以提高系统运行可靠性。系统芯片间连接方式如图6所示。ct为外接电容，其值大小影响reset和reset输出信号保持时间td。为了保证本系统中at89c52能进行可靠的复位(at89c52复位至少需要两个完整的时钟周期t，本系统假设t=100ns)，取ct为100pf，这样就能满足at89c52的对于复位信号的需求。

系统上电：vcc引脚电压上升至3．6v后，reset输出将由低电平变为高电乎，at89c52芯片复位。reset引脚电压高电平状态将保持1．3μs后恢复为低电平。这时系统完成-次上电复位。

手工复位：系统上电之后，一旦按键rst被按下，系统输出reset和reset立即变为低电平和高电平。当按键恢复时，reset和reset输出将变为高电平和低电平。系统完成-次手动复位。

系统掉电：sense引脚电压低于v it－时，reset输出将变为高电平直至vcc低于2v。此时系统完成一次掉电复位。

因此加装一片tl7705a后，系统运行要稳定许多。单片机电源对系统影响将为很低。

2．tl77xxa系列芯片在多电压监控系统中的运用

如图7所示系统是利用一片tl7705a和两片tl7712a对单片机系统常用的+12v、+sv、-12v电源电压进行监视。一旦系统任意一路或者几路电压出现掉电或供电不正常，system reset将由高电平变为低电平，从而通知系统并对此做出相应的处理(例如：由主电源切换至备用电源等)，为系统稳定安全运行提供了可靠的保障。

小结

在单片机应用中，我们对系统在高频工作下的安全和稳定提出了更高的要求。原有的一些技术已经满足不了要求，原来在单片机系统中常用的电源复位电路(如图8)，因为其复位不可靠，不可能满足要求。所以，-些先进的技术需要在实际中大量的运用。而我们的投入式水位计在采用了tl7705a作为at89c52系统的电压监控芯片