Resety (Microprocessor-reset ICs)

K čemu je to dobré?

• Resetovací obvody zvyšují spolehlivost celé aplikace tím, že zajistí náležité spouštění mikroprocesoru s ohledem na vnější podmínky.

Po připojení napájecího napětí vyžadují mikroprocesory resetovací impuls, díky němuž dochází k inicializaci (nastavení výchozích hodnot) vnitřních registrů a zabránění nechtěnému běhu programu. Bez resetu by se součástka mohla pokusit o práci dokonce i v případě, že ještě nedošlo k ustálení zdroje napájecího napětí nebo hodinového kmitočtu, čímž by nastala zcela nepředvídatelná situace.

Správná činnost mikroprocesoru je možná až po splnění přesně definovaných vnějších podmínek – v tomto případě ustálení napájecího napětí nad jeho prahovou hodnotou pro zásah resetu (viz obrázek vpravo).

Jednoduché a levné řešení, zachycené níže, umožňuje základní výrobu negovaného resetovacího signálu pro daný mikroprocesor. Ačkoli vyniká malými náklady, má určitá omezení, zejména v podobě nepřesných napěťových hladin a časování.

Řešení z diskrétních (jednotlivých) součástek trpí napěťovou nepřesností i nejednoznačným časováním

Integrované resety proto problémy spojené s diskrétními součástkami vyřešily přesným monitorováním napětí, umocněným strukturami s precizním časováním. Takové čipy by proto měly být nasazeny pokaždé, když potřebujeme před spuštěním akce pohlídat přítomnost systémového napětí v poměrně omezeném tolerančním pásmu, příp. také zajistit určité zpoždění, nezbytné k rozběhu hodinového oscilátoru. Maxim pro tyto účely nabízí celou řadu obvodů, včetně

• různých typů resetovacího výstupu,
• precizních prahových úrovní pro spuštění resetu,
• prahové hystereze a
• přesných timeoutů.

Integrované provedení resetů od Maximu, to je přesný napěťový monitoring, umocněný precizním časováním

Vedoucí přesnost prahových úrovní zajistí silnější ochranu před nežádoucím napětím

Pokud jde o přesnost, je Maxim ve srovnání s konkurencí o krok napřed

Integrované resetovací obvody od Maximu rovněž podporují běžně užívané funkce

• vstupu manuálního resetu (Manual Reset, MR),
• watchdog timeru nebo
• přídavného vstupu a výstupu komparátoru.

Součástky jako např. MAX16072–MAX16074 dokonce „nacpaly“ tyto bezpečnostní prvky do extrémně malého pouzdra (chip – scale) o rozměrech 1 mm x 1 mm (popis na stránkách výrobce naleznete zde). Takové resety pak výtečně zapadnou do všech aplikací s omezenými rozměry.

Přehled resetů na stránkách výrobce naleznete na www.maxim-ic.com/Reset-ICs.

Obvody pro záložní baterie (Battery-backup circuits)

K čemu je to dobré?

• Záložní obvody dodávají energii volatilním pamětem, čímž předchází ztrátě dat během výkyvů či úplných výpadků napájecího napětí.

Pro udržení svého paměťového obsahu v případě selhání primárního napájení vyžadují volatilní paměti a RTC struktury jednoduché bateriové zálohování. V základním přiblížení sice vystačíme jen se dvěma diodami, zaplatíme však daní v podobě napěťového úbytku na polovodivém přechodu, o který se dostupné napětí logicky snižuje, a také zkrácenou životností záložního zdroje.

Napěťový úbytek na použité diodě zbytečně „ždíme“ baterii

Maxim vyrábí hned několik záložních obvodů s minimálním napěťovým úbytkem i hlídacími funkcemi k tomu. Takové struktury pak nejen prodlouží životnost připojené baterie, ale také zajistí certifikovaný přístup (UL®) pro bezpečnou ochranu lithiových článků před zpětným nabíjením.

Řešení od Maximu minimalizuje napěťové úbytky pro účinné prodloužení životnosti připojené baterie

Součástky jako např. MAX16016/MAX16020/ MAX16021 (popis na stránkách výrobce např. zde) obsahují

• watchdog timer,
• komparátor (power-fail),
• reset pro mikroprocesor (se vstupem MR) nebo také
• hradlování (chip-enable).

Integrované obvody MAX16023/MAX16024 (popis např. zde) zase nabídnou vestavěný napěťový regulátor, který připojeným strukturám vyrábí pevné napětí, nezávisle na hlavním napájení.

A tak to, pokud jde o spotřebu, dělají u konkurence

Dohled nad baterií (Battery monitors)

K čemu je to dobré?

• Poklesne – li napětí, dohlížecí obvod vyzve mikroprocesor ke vstupu do nízkopříkonového režimu nebo shutdownu.

U bateriově živených aplikací je nezbytné sledovat stav napájecích článků. Nejjednodušším způsobem, jak toho dosáhnout, je prosté monitorování přítomného napětí (jedná se skutečně jen o jakési prvotní, v těchto případech snad i postačující přiblížení; více např. na hw.cz v příspěvku Jak aktivně pečovat o Li-Ion články). Maxim pro tyto účely nabízí celou řadu obvodů pro přesné sledování jednoho až čtyř napěťových prahů.

Použitou hysterezí účinně zabráníme výstupním zákmitům

Protože napětí na baterii obvykle vykazuje velmi pozvolné změny, bude důležité, aby monitorovací prvek používal vysokou úroveň vnucené hystereze k zamezení výstupních zákmitů vyhodnocovací struktury. Obvody jako např. MAX6777/ MAX6778 (popis na stránkách výrobce např. zde) proto nabídnou nastavitelnou hysterezi, umožňující optimalizovat velikost rozhodovacího pásma.

Pokračování příště.

Použitá literatura:

• [1] http://www.maxim-ic.com/design_guides/en/MICROPROCESSOR_SUPERVISORS_27.pdf

Download a odkazy:

• Domovská stránka Maxim: http://www.maxim-ic.com/
  • Distributor pro ČR: http://www.mespraha.cz/