单片机复位操作与复位电路-设计与实训

单片机在运行开机时都需要复位，使单片机的CPU以及系统中其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。复位是单片机的初始化操作。当程序运行出错或操作错误使系统处于死循环、跑飞状态时，也需复位操作，使单片机摆脱死循环、跑飞状态而重新从0000H开始执行程序。MCS-51系列单片机的复位信号从RST引脚输入，高电平有效，要求持续时间大于两个机器周期。

但在实际应用中，单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。

无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以必须弄清楚MCS-51系列单片机复位的条件、复位电路和复位后状态。

在单片机的RST引脚上有持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平即可让单片机进行复位操作，完成对CPU的初始化处理。如果单片机的时钟频率为12MHz，每机器周期为1μs，则只需让RST引脚保持2μs以上高电平的就能复位。复位操作是单片机系统正常运行前必须进行的一个环节。但如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，无法执行用户的控制程序。

1 内部复位

内部复位电路在每一个机器周期的S5P2期间采样斯密特触发器的输出端，斯密特触发器可以抑制RST引脚的噪声干扰，如图2-16所示。复位期间不产生ALE信号，并且内部RAM处于不断电状态，其中的数据不会丢失。复位后单片机内部各寄存器的内容见表2-8。复位后，只影响SFR中的内容，内部RAM中的数据不受影响。

实际应用中，复位操作有上电自动复位、手动复位和看门狗复位三种方式。

2 外部复位

如图2-17所示，单片机在启动后，要从复位状态开始运行，因此，上电时要完成复位工作，称为上电复位，上电瞬间电容两端的电压不能发生突变，RST端为高电平+5V，上电后电容通过RC电路放电，RST端电压逐渐下降，直至低电平0V，适当选择电阻、电容的值，使RST端的高电平维持两个机器周期以上即可以完成复位。

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图2-16 51系列单片机的内部复位结构

图2-17 开机/人工复位电路（外部复位）

单片机在运行过程中，由于本身或外界干扰的原因会导致出错，这时可按复位键以重新开始运行，按键电平复位时，按键时间也应保持在两个机器周期以上。进行按键手动复位，图中电容器采用电解电容，一般取4.7～10μF，电阻取1～10kΩ。

用户应用程序在运行过程中，有时会有特殊需求，需要实现单片机系统软复位（热启动之一）。看门狗复位是一种程序检测自动复位方式，在增强型51单片机中，如果单片机内部设计有看门狗部件，则可采用编程方法产生复位操作。单片机复位以后，除不影响片内RAM状态外，SP即赋初值为07H，表明堆栈底部在07H，需重新设置在30H以上；程序计数器PC被清0；P0～P3口用作输入口时，必须先写入1，单片机在复位后，已使P0～P3口每一端线为1，即为这些端线用作输入口做好了准备；单片机内部多功能寄存器的状态都会被初始化。单片机的特殊寄存器复位状态见表2-8。

表2-8 内部特殊寄存器复位状态表

表2-8中出现的×表示非有效位，即该位可以是0，也可以是1，IP、IE和PCON的有效位为0。

在某些控制应用中，要注意考虑P0～P3引脚的高电平对接在这些引脚上的外部电路的影响。例如，当P1口某个引脚外接一个继电器绕组，当复位时，该引脚为高电平，继电器绕组就会有电流通过，就会吸合继电器开关，使开关接通，可能会引起意想不到的后果。