MAX690 - MAX695微處理器監(jiān)控電路：為系統(tǒng)穩(wěn)定保駕護航

在微處理器系統(tǒng)的設(shè)計中，電源監(jiān)控和電池控制功能至關(guān)重要，它們直接影響著系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。MAX690 - MAX695系列微處理器監(jiān)控電路就是為此而生的優(yōu)秀解決方案，下面我們就來詳細(xì)了解一下。

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一、概述

MAX690系列監(jiān)控電路極大地簡化了微處理器系統(tǒng)中電源監(jiān)控和電池控制所需的組件復(fù)雜度和數(shù)量。它集成了多種功能，如微處理器復(fù)位、備用電池切換、看門狗定時器、CMOS RAM寫保護以及電源故障警告等，相比使用單獨的集成電路或分立組件，能顯著提高系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。

二、產(chǎn)品分類及功能

8引腳封裝產(chǎn)品（MAX690、MAX692、MAX694）

這類產(chǎn)品提供四大主要功能：

1. 復(fù)位輸出：在電源上電、掉電以及欠壓情況下，輸出復(fù)位信號，確保微處理器能正確復(fù)位。
2. 電池備份切換：為CMOS RAM、CMOS微處理器或其他低功耗邏輯電路提供電池備份切換功能，保證數(shù)據(jù)的安全性。
3. 看門狗定時器：若在規(guī)定時間內(nèi)未對可選的看門狗定時器進(jìn)行觸發(fā)操作，將輸出復(fù)位脈沖，防止系統(tǒng)出現(xiàn)軟件或硬件故障導(dǎo)致的死機。
4. 電壓閾值檢測：具備1.3V閾值檢測器，可用于電源故障警告、低電池檢測或監(jiān)控非+5V的電源。

16引腳封裝產(chǎn)品（MAX691、MAX693、MAX695）

除了具備8引腳封裝產(chǎn)品的所有功能外，還增加了以下特性：

1. 寫保護功能：可對CMOS RAM或EEPROM進(jìn)行寫保護，防止在電源不穩(wěn)定時數(shù)據(jù)被錯誤寫入。
2. 可調(diào)節(jié)的復(fù)位和看門狗超時時間：用戶可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整復(fù)位和看門狗定時器的超時時間。
3. 獨立輸出指示：提供獨立的輸出信號，用于指示看門狗超時、備用電池切換以及低VCC狀態(tài)。

三、產(chǎn)品特性

功能集成與空間節(jié)省

MAX690 - MAX695系列通過集成多種監(jiān)控功能，有效節(jié)省了電路板空間，同時為基于微處理器的系統(tǒng)提供了全面的保護。

高精度電壓監(jiān)控

不同型號的產(chǎn)品具有不同的電壓監(jiān)控閾值，如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的閾值為4.65V，而MAX692、MAX693的閾值為4.40V，能滿足不同系統(tǒng)的需求。

靈活的時間延遲設(shè)置

具備50ms、200ms或可調(diào)節(jié)的電源正常/復(fù)位時間延遲，以及100ms、1.6s或可調(diào)節(jié)的看門狗定時器超時時間，方便用戶根據(jù)系統(tǒng)特點進(jìn)行配置。

電池備份與低功耗

支持電池備份電源切換功能，且在電池備份模式下功耗極低，僅1μA的待機電流，有效延長了電池壽命。

芯片使能信號保護

板載的芯片使能信號門控功能，可防止在低VCC事件期間向RAM寫入錯誤數(shù)據(jù)，保護數(shù)據(jù)的完整性。

四、電氣特性

工作電壓范圍

不同型號的產(chǎn)品在VCC和VBATT的工作電壓范圍上有所差異，例如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的VCC工作電壓范圍為4.75 - 5.5V，VBATT為2.0 - 4.25V；MAX692、MAX693的VCC工作電壓范圍為4.5 - 5.5V，VBATT為2.0 - 4.0V。

輸出電壓與電流

VOUT輸出電壓會根據(jù)不同的負(fù)載電流和工作模式有所變化，在電池備份模式下，當(dāng)IOUT = 250μA且VCC < VBATT - 0.2V時，VOUT接近VBATT。同時，不同負(fù)載電流下的電源電流也有所不同，如IOUT = 1mA時，電源電流為2 - 5mA；IOUT = 50mA時，電源電流為3.5 - 10mA。

復(fù)位與看門狗定時器

復(fù)位電壓閾值因型號而異，如MAX690、MAX691、MAX694、MAX695的復(fù)位電壓閾值典型值為4.65V，MAX692、MAX693為4.4V。看門狗定時器的超時時間可根據(jù)不同的配置進(jìn)行調(diào)整，內(nèi)部振蕩器模式下有長周期和短周期可選，外部時鐘模式下也有相應(yīng)的時鐘周期要求。

五、引腳描述

不同引腳具有不同的功能，例如：

• VCC：+5V輸入引腳，為芯片提供電源。
• VBATT：備用電池輸入引腳，若不使用備用電池，可將其連接到地。
• VOUT：內(nèi)部會將VCC或VBATT中較高的電壓切換到該引腳輸出，使用時需連接0.1μF或更大的旁路電容以確保穩(wěn)定性。
• RESET：復(fù)位輸出引腳，當(dāng)VCC低于復(fù)位電壓閾值或VBATT輸入電壓時，該引腳輸出低電平，且在VCC恢復(fù)到正常電壓后，會保持一段時間的低電平。
• WDI：看門狗輸入引腳，是一個三電平輸入，若在看門狗超時時間內(nèi)未進(jìn)行切換操作，會觸發(fā)復(fù)位脈沖。

六、典型應(yīng)用

MAX691、MAX693、MAX695應(yīng)用

在典型應(yīng)用中，CMOS RAM由VOUT供電，當(dāng)5V電源正常時，VOUT內(nèi)部連接到VCC；當(dāng)VCC低于電池電壓時，VOUT連接到VBATT。若需要更大的輸出電流，可添加外部PNP晶體管。此外，該系列產(chǎn)品還具備復(fù)位輸出、電源故障檢測、RAM寫保護和看門狗定時器等功能，能有效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

MAX690、MAX692、MAX694應(yīng)用

這三款8引腳產(chǎn)品與16引腳產(chǎn)品功能類似，但在一些方面有所簡化，如沒有BATT ON輸出驅(qū)動外部晶體管，也不包含芯片使能門控電路。不過，在許多系統(tǒng)中，由于微處理器復(fù)位線的低電平輸入可防止在電源上電和掉電瞬態(tài)期間向RAM寫入數(shù)據(jù)，因此CE門控并非必需。

七、詳細(xì)工作原理

電池切換與VOUT

電池切換電路會比較VCC和VBATT的電壓，將VOUT連接到較高的電壓源。切換發(fā)生在VCC下降到比VBATT高50mV，以及VCC上升到比VBATT高70mV時，同時具備20mV的遲滯，以防止在VCC緩慢下降或接近電池電壓時出現(xiàn)頻繁快速切換。

復(fù)位輸出

RESET是一個低電平有效輸出，當(dāng)VCC低于復(fù)位電壓閾值時，該引腳輸出低電平，并在VCC恢復(fù)到正常電壓后保持一段時間的低電平，以確保微處理器能正確復(fù)位。

CE門控與RAM寫保護

MAX691/MAX693/MAX695通過兩個引腳控制CMOS RAM的芯片使能或?qū)戄斎?。?dāng)VCC正常時，CE OUT跟隨CE IN；當(dāng)VCC低于復(fù)位閾值時，CE OUT強制為高電平，防止在電源不穩(wěn)定時向RAM寫入錯誤數(shù)據(jù)。

1.3V比較器與電源故障警告

電源故障輸入（PFI）與內(nèi)部1.3V參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)PFI電壓低于1.3V時，電源故障輸出（PFO）輸出低電平，可用于中斷微處理器，以便在VCC下降到危險水平之前將數(shù)據(jù)存儲到RAM中。

看門狗定時器與振蕩器

看門狗電路監(jiān)控微處理器的活動，若在選定的超時時間內(nèi)未對看門狗輸入（WDI）進(jìn)行切換操作，將生成一個50ms（MAX694為200ms）的復(fù)位脈沖?？撮T狗超時時間可根據(jù)不同的配置進(jìn)行調(diào)整，內(nèi)部振蕩器和外部時鐘都可用于設(shè)置超時時間。

八、應(yīng)用提示

電源故障檢測器的其他用途

電源故障檢測器可用于在VCC下降到4.85V時觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位，也可用于過壓檢測和電池狀態(tài)監(jiān)測。

增加遲滯

通過在PFO輸出和PFI輸入之間連接一個電阻，可給電源故障比較器增加遲滯，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

看門狗輸入驅(qū)動電路

可通過三態(tài)緩沖器驅(qū)動WDI來實現(xiàn)看門狗功能的程序控制，但這種方法可能存在軟件故障導(dǎo)致無法檢測微處理器故障的問題。更好的方法是通過調(diào)整看門狗超時時間來適應(yīng)不同的系統(tǒng)需求。

九、訂購信息

MAX690 - MAX695系列產(chǎn)品提供多種溫度范圍和引腳封裝選擇，包括8引腳塑料DIP、16引腳塑料DIP、16引腳寬SO和CERDIP等，用戶可根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。

總之，MAX690 - MAX695系列微處理器監(jiān)控電路憑借其豐富的功能、靈活的配置和低功耗特性，為微處理器系統(tǒng)的電源監(jiān)控和電池控制提供了可靠的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師們可以根據(jù)具體的系統(tǒng)需求選擇合適的型號和配置，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。