摘要：工程師們在調(diào)試各式各樣的板子時，常會出現(xiàn)開機出現(xiàn)錯誤,，系統(tǒng)無法正常打開，接下來我們將列舉電路板上電時可能引發(fā)的一些常見系統(tǒng)問題,，并說明了保證電路板正確初始化的基本原則。

       許多IC 都包含POR電路

（上電復位,，即Power-on Reset）

（上電復位,，即Power-on Reset）

（上電復位，即Power-on Reset）!重要的事情說三遍,！

       其作用是保證板子上電后,，模擬和數(shù)字模塊初始化至已知狀態(tài)。

       POR三步走：電源電壓達到閾值電壓——POR電路就會釋放內(nèi)部復位信號——狀態(tài)機開始初始化器件,。

       在初始化完成之前,，器件忽略外部信號，包括傳輸?shù)臄?shù)據(jù),。唯一例外是復位引腳,，它會利用POR信號內(nèi)部選通。

1.1 POR電路長什么樣,？

       先通俗的科普一個概念,，窗口比較器：常用兩個比較器組成（雙比較器），它有兩個閾值電壓VT2（高閾值電壓）及VT1（低閾值電壓）,，若VT1≤VA≤VT2,，Vout輸出高電平；若VA＜VT1，VA＞VT2,，則Vout輸出低電平,。

                              圖 1  雙比較器

       POR電路可以表示為窗口比較器，也就是一旦工作電壓落在高低閾值之間,，電路就自動復位,。如圖1.1所示。

                   圖2  簡化的POR電路

1.2 POR怎么運作,？

       比較器窗口通常由數(shù)字電源電平定義,。數(shù)字模塊控制模擬模塊，數(shù)字模塊全面工作所需的電壓與模擬模塊工作所需的最小電壓相似,。

       較高的VT2閾值對模擬模塊會更好,，若過于接近推薦最小電源電壓，當電壓略微降低時,，可能會意外觸發(fā)復位,。

       如果器件包括獨立的模擬電源和數(shù)字電源,，則避免故障的一種策略是增加一個POR電路,，使兩個模塊保持復位狀態(tài)，直至電源電壓高到足以確保電路正常工作,。

1.3 POR怎么對付短暫斷電,？

       POR 電路有時會集成一個掉電檢測器（BOD），用于防止電路在電壓非常短暫地意外降低時發(fā)生復位,。實際上,，掉電電路給POR模塊所定義的閾值電壓增加了遲滯，通常為300mV左右,。BOD保證,，當電源電壓降至VT2以下時，POR不會產(chǎn)生復位脈沖,，除非電源電壓降至另一閾值VBOD（VT2-300mv）以下,，如圖1.2所示。

                     圖 3  掉電檢測

       掉電閾值電平足以保證數(shù)字電路保留信息,，但不足以保證其正常工作,。這樣，如果電源電平只是非常短暫地降低的話,，控制器可以在電源降至某一電平以下時中止活動,，使整個器件都免于重新初始化。

2.1 正確上電要掌握的三種情況

一,、 單調(diào)性電源有震蕩時

       實際的POR電路比圖1.1所示的簡化版本要復雜得多,， POR電路需要一個啟動模塊來產(chǎn)生啟動脈沖，這種情況下必須使用單調(diào)性電源（單調(diào)上升或下降而沒有震蕩的電源），因為若使用非單調(diào)性電源,，當偏差接近任何閾值電平時,，非單調(diào)性斜坡可能會引起問題。

較高的閾值偏差會引起同樣的非單調(diào)性序列對某一個元件有效,，而對其他元件無效,，如圖1.3所示。

                         圖4  非單調(diào)性電源斜坡 

                        圖 5  單調(diào)性電源斜坡

       解決方法：使用單調(diào)性電源,，避免斜坡引起問題,。

二、 系統(tǒng)無法啟動,？可能是殘壓

       某些時候,，即使斷開電源（禁用LDO），儲能電容也會保留一定的殘余電壓,，POR將無法正確復位,，器件將無法正確初始化。如圖1.4所示,。

                圖6  殘壓

       解決方法：此電壓應盡可能小,，以便保證殘壓能降至VT1 以下。

三,、 上電時序該如何安排,？

       某些數(shù)據(jù)手冊給出了應當應用于具有一個以上電源引腳的器件的推薦供電“時序”。遵守這個序列是很重要的,。例如,，想想一個具有兩個獨立電源的器件。

                        圖 7  推薦上電時序

       解決方法：推薦供電序列要求數(shù)字電源先于模擬電源供電（這是常規(guī),，因為數(shù)字模塊控制模擬模塊,，所以必須首先為數(shù)字模塊供電），該模塊必須首先初始化,。哪個電源首先開始上升不重要,，但數(shù)字電源必須先于模擬電源跨過閾值，如圖1.5所示,。如果電源之間的延遲為100 μs左右,，則影響應當很小，器件應能正確初始化,。

四,、 其他小結(jié)

       由于內(nèi)部三極管寄生效應，數(shù)百ms 的慢速電源斜坡可能會引起問題,。POR 電路要在各種壓擺率下進行評估,，以保證其在正常電源條件下能正確工作,。數(shù)據(jù)手冊會說明是否需要快速電源斜坡（100 μs或更短）。

       例如,，對于用細電纜連接電源的電路板,，不良的接地連接會具有高阻抗，它可能會在上電期間產(chǎn)生毛刺,。另外,，在某些電磁環(huán)境(EME)下，MOS晶體管的寄生柵極電容可能會充電,，導致晶體管不能正常工作,，除非讓該電容放電。這可能引起POR初始化失敗,。

       漂移和容差也需要考慮,。某些情況下，電容等分立元件具有高容差（高達40%）和高漂移（隨溫度,、電壓和時間的漂移）,。此外，閾值電壓具有負溫度系數(shù),。例如,，VT1 在室溫下為0.8V，在-40°C下為0.9 V,，在+105°C 為0.7V,。