ADM8616/ADM8617：低電壓監(jiān)控電路的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對于微處理器系統(tǒng)的電源監(jiān)控和代碼執(zhí)行完整性的保障至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Analog Devices推出的ADM8616/ADM8617低電壓監(jiān)控電路，看看它是如何在眾多應(yīng)用中發(fā)揮重要作用的。

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產(chǎn)品概述

ADM8616/ADM8617是專門為基于微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的監(jiān)控電路，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電源電壓水平，并確保代碼執(zhí)行的完整性。當(dāng)電源電壓上升到預(yù)設(shè)的閾值水平時(shí)，會(huì)產(chǎn)生上電復(fù)位信號(hào)。同時(shí)，這兩款芯片還集成了片上看門狗定時(shí)器，如果微處理器在預(yù)設(shè)的超時(shí)時(shí)間內(nèi)未能進(jìn)行脈沖觸發(fā)，看門狗定時(shí)器將復(fù)位微處理器，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

產(chǎn)品特性

精準(zhǔn)的電源監(jiān)控

• 多閾值選擇：提供9種復(fù)位閾值選項(xiàng)，范圍從1.58 V到4.63 V，包括1.58 V、1.67 V、2.19 V、2.32 V、2.63 V、2.93 V、3.08 V、4.38 V和4.63 V，能夠滿足不同電源電壓的監(jiān)控需求。
• 寬工作電壓范圍：支持1.8 V至5 V的電源電壓監(jiān)控，適應(yīng)多種應(yīng)用場景。

靈活的超時(shí)設(shè)置

• 復(fù)位超時(shí)：有4種復(fù)位超時(shí)選項(xiàng)，分別為1 ms、20 ms、140 ms和1120 ms，可以根據(jù)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和穩(wěn)定性要求進(jìn)行選擇。
• 看門狗超時(shí)：提供3種看門狗超時(shí)選項(xiàng)，即6.3 ms、102 ms和1.6 sec，可根據(jù)微處理器的運(yùn)行速度和代碼執(zhí)行情況進(jìn)行調(diào)整。

不同的輸出配置

• ADM8616：采用推挽式低電平有效輸出，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。
• ADM8617：采用開漏式低電平有效輸出，適用于需要外部上拉電阻的應(yīng)用場景。

低功耗設(shè)計(jì)

典型功耗僅為5 μA，非常適合低功耗、便攜式應(yīng)用，有助于延長電池續(xù)航時(shí)間。

其他特性

• 電源毛刺免疫：具備電源毛刺免疫功能，能夠有效避免因電源瞬變而導(dǎo)致的誤復(fù)位。
• 寬溫度范圍：在?40°C至+85°C的溫度范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
• 小封裝形式：采用4引腳SC70封裝，體積小巧，節(jié)省電路板空間。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADM8616/ADM8617的應(yīng)用非常廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

• 微處理器系統(tǒng)：確保微處理器在各種電源條件下的穩(wěn)定運(yùn)行，防止因電源波動(dòng)或代碼異常而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
• 計(jì)算機(jī)：用于計(jì)算機(jī)主板的電源監(jiān)控和復(fù)位控制，提高系統(tǒng)的可靠性。
• 控制器：在工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域的控制器中，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
• 智能儀器：為智能儀器提供可靠的電源監(jiān)控和復(fù)位功能，確保測量和控制的準(zhǔn)確性。
• 便攜式設(shè)備：由于其低功耗和小封裝的特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦等。

電路原理與工作模式

復(fù)位輸出

當(dāng)電源電壓低于復(fù)位閾值（VTH），或者看門狗輸入（WDI）在看門狗超時(shí)時(shí)間內(nèi)未被觸發(fā)時(shí)，復(fù)位輸出信號(hào)將被激活。復(fù)位信號(hào)在電源電壓上升到閾值以上或看門狗定時(shí)器超時(shí)時(shí)，會(huì)持續(xù)一段時(shí)間（復(fù)位激活超時(shí)時(shí)間tRP）。ADM8616和ADM8617的復(fù)位輸出配置不同，但都能保證在VCC低至1 V時(shí)，復(fù)位信號(hào)的邏輯狀態(tài)有效。

看門狗輸入

看門狗定時(shí)器用于監(jiān)測微處理器的活動(dòng)。當(dāng)看門狗輸入引腳（WDI）上出現(xiàn)低到高或高到低的邏輯轉(zhuǎn)換時(shí)，定時(shí)器將被清零。如果定時(shí)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的看門狗超時(shí)時(shí)間（twD），則會(huì)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。微處理器需要定期切換WDI引腳的電平，以避免被復(fù)位。此外，當(dāng)VCC出現(xiàn)欠壓情況導(dǎo)致復(fù)位信號(hào)被激活時(shí)，看門狗定時(shí)器也會(huì)被清零，直到復(fù)位信號(hào)解除后才會(huì)重新開始計(jì)數(shù)。通過將WDI引腳浮空或使WDI驅(qū)動(dòng)器三態(tài)化，可以禁用看門狗定時(shí)器。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

看門狗輸入電流

為了最小化看門狗輸入電流和整體功耗，建議在大部分看門狗超時(shí)時(shí)間內(nèi)將WDI引腳保持低電平。當(dāng)WDI引腳被驅(qū)動(dòng)為高電平時(shí)，可能會(huì)消耗高達(dá)160 μA的電流。通過以低占空比脈沖方式切換WDI引腳的電平，可以減少大輸入電流的影響。當(dāng)WDI引腳未連接時(shí)，窗口比較器會(huì)將看門狗定時(shí)器與復(fù)位輸出電路斷開，從而避免在看門狗定時(shí)器超時(shí)時(shí)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。

負(fù)向VCC瞬變

為了避免因快速電源瞬變而導(dǎo)致不必要的復(fù)位，ADM8616/ADM8617配備了毛刺抑制電路。圖8展示了VCC瞬變持續(xù)時(shí)間與瞬變幅度的典型性能曲線，該曲線顯示了在4.63 V和2.93 V復(fù)位閾值下，不會(huì)觸發(fā)復(fù)位的瞬變幅度和持續(xù)時(shí)間的組合。例如，對于2.93 V閾值，一個(gè)低于閾值100 mV且持續(xù)8 μs的瞬變通常不會(huì)導(dǎo)致復(fù)位，但如果瞬變的幅度或持續(xù)時(shí)間更大，則會(huì)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。此外，在VCC附近安裝一個(gè)0.1 μF的旁路電容可以提供額外的毛刺抑制功能。

確保復(fù)位信號(hào)在VCC = 0 V時(shí)有效

雖然低電平有效復(fù)位輸出在VCC低至1 V時(shí)可以保證有效，但通過使用一個(gè)外部電阻，可以實(shí)現(xiàn)VCC低至0 V時(shí)的有效輸出。將電阻連接在復(fù)位引腳和地之間，當(dāng)復(fù)位引腳無法吸收電流時(shí)，電阻會(huì)將輸出拉低。為了避免在VCC高于1 V時(shí)對復(fù)位輸出造成過載，應(yīng)使用較大的電阻值，如100 kΩ。

看門狗軟件設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)微處理器的看門狗觸發(fā)代碼時(shí)，為了降低電流消耗，應(yīng)盡量快速地將WDI引腳從低電平切換到高電平，再從高電平切換到低電平（即最小化WDI高電平時(shí)間）。然而，更有效的看門狗功能使用方法是采用稍長的看門狗超時(shí)時(shí)間。在調(diào)用子例程的程序中，將WDI引腳設(shè)置為高電平；子例程被調(diào)用時(shí)，將WDI引腳設(shè)置為低電平。如果程序正常執(zhí)行，WDI引腳會(huì)在每次循環(huán)中進(jìn)行高低電平切換；如果子例程陷入無限循環(huán)，WDI引腳將保持低電平，看門狗定時(shí)器超時(shí)，微處理器將被復(fù)位。

總結(jié)

ADM8616/ADM8617以其豐富的特性、靈活的配置和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為電子工程師提供了一個(gè)可靠的電源監(jiān)控和復(fù)位解決方案。無論是在低功耗便攜式設(shè)備還是工業(yè)控制等領(lǐng)域，都能發(fā)揮重要作用。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求，合理選擇復(fù)位閾值、超時(shí)時(shí)間等參數(shù)，并注意看門狗輸入電流、電源瞬變等問題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用ADM8616/ADM8617的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。