51单片机“上电/按键复位电路”的原理及其电容C的作用?

我认为说法1正确:51单片机是高电平复位,所以先看给单片机加5V电源(上电)启动时的情况:这时电容充电相当于短路,你可以认为RST上的电压就是VCC,这是单片机就是复位状态 。随着时间推移电容两端电压升高,即造成RST上的电压降低,当低至阈值电压时,即完成复位过程 。
如果按下SW,的确就是按钮把C短路了,这时电容放电,两端电压都是VCC,即RST引脚电压为VCC,如果超过规定的复位时间,单片机就复位了 。当按钮弹起后,RST引脚的电压为0,单片机处于运行状态 。
51单片机复位要求是:RST上加高电平时间大于2个机器周期 , 你用的12MHz晶振,所以一个机器周期就是1us,要复位就加2us的高电平即可 。
【51单片机“上电/按键复位电路”的原理及其电容C的作用?】
图中的RC常数是51K×1uF=51ms,即51毫秒,这个常数足够大了 。
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51单片机在RST(9脚 )接有效的高电平复位信号(3.5V以上电压)持续 2个机器周期 以上,或者说高电平 保持 足够长 的时间 ( 约 10 ms ) 就能可靠复位 。
通常单片机应用系统中的复位电路就是 RC 充放电电路,楼主所画的就是典型复位电路,也有其他复杂(例如 WDT 器件)的,在此不作讨论 。其中 R、C的取值主要依据前面所述的“10 ms” ,使RC 的充放电时间常数 ( τ)在 20 ms以上 ,因此10K/2UF、2K/10UF等是几种常见的配置参数 。
楼主图上标的参数也和许多资料上的一样,τ=82 ms,符合上述意思 。
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由图可以看出存在有两种复位方式:
上电自动复位:系统加电时,R C 充放电过程中,对单片机产生有效复位 ;
按键手动复位:单片机运行中,复位键揿下--- 松开,C 先放电--- 再充电过程中,又对单片机产生有效的复位;
复位原理叙述如下.
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1.上电自动复位:
其实在单片机内部,RST 引脚信号经过一个施密特触发器才真正进入单片机SFR的复位端,其高电平上阈值为3.5V,下阈值为TTL高电平的下限值1.9V 。施密特触发器的作用是防止误复位 , 提高抗扰能力 。
单片机系统刚加电时,C 两端0电压 , Vrst=5 v  , C 通过 R 充电,如果τ=20 ms,根据C充放电理论,C充电到10 ms(远远大于2个机器周期) 时 ,C 两端电压Vc=3.0 v(5v*e^ 0.5 ),到此时Vrst=2 v,仍然处于施密特触发器的高电平阈值内,因此单片机能可靠复位 。C继续充电,Vrst 就低于高电平的下阈值变为低电平直至 0v,则复位无效 , 单片机进入运行状态 。
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2.按键手动复位,
单片机在运行状态时,C 两端的电压为5V , Vrst=0 v  , 当按键按下时,开关导通,此时 C 、按键、51欧姆的小电阻(有时还会将此电阻省掉)形成回路,C被小电阻短路,快速放电接近 0 v,因此 Vrst 就接近 5 v  , 成了有效的高电平复位信号,单片机开始复位,松开按键,C 又开始充电,其充电过程同系统加电 , 因此单片机又能可靠复位 。
揿一次按键复位一次、揿一次按键复位一次,其实人手的机械动作并没那么“飞速”,“2个机器周期”的时间 是微秒级,揿按键再松开 , 按键接通的时间远大于微秒、毫秒级,至少也得10毫秒级,从这点来看单片机也能可靠复位 。
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楼主问:电容作为类电源居然和电阻并联,这不是不允许吗?
电路中 R 、C 并联的例子比比皆是,在微分、积分、滤波、放大、调制解调等混合电路中到处能看到R 、C 并联,怎能不允?楼主可能理解错了 。
R 是耗能元件,C 是储能元件,只储不耗就不能平衡啦 。
在此应用中就是利用 R 耗能属性将 C 存储的电荷量消耗掉,以达到Vrst瞬间升高的目的 。