Loto实践干货(5)单片机的上电复位故障用示波器检测

ID:412156 · 发表于 2020-6-9 10:57

最近采用CY7C68013A芯片设计了一款产品，其实内部就是一个51单片机，控制USB通讯。在测试过程发现部分电路板上电后，电脑无法发现新USB硬件，也不提示无法识别，设备管理器也没有UNKNOW DEVICE的提示。经过仔细排查怀疑内部的51单片机没有工作。
排查了晶振，供电，IO脚等等之后都没发现问题，最后怀疑是电路reset有问题。
根据芯片资料所述：VCC上升时间不能太快，至少需要200us。在使用无源晶振时，reset复位时间必须是在VCC达到3.0V后大约5MS。若是外部时钟的加电复位时间大约为200us。

我们一般使用单片机的时候，硬件电路中的复位电路设计如下图所示。此复位电路是针对低电平有效复位而言的，其中二极管是起着在断电的情况下能够很快的将电容两端的电压释放掉，为下次上电复位做准备。

电容两端的初始电压为U0(一般情况下设为0V)，T时刻电容两端电压为UT。3.3V电压设为VCC。

由流经电容的电流I和电容两端的电压变化关系式：I=C*dUt/dt

可以得到：I*dt=C*dU t

两边分别积分可以的得到：I*T=∫(0-1)C*dUt；即I*T=C*Ut−C*U0

（其中U0=0V），
   由VCC=UR+UT 可以得到公式：VCC=R1*(C*UT/T)+UT
对电容充电至0.9*VCC时完成复位，此时可以得出T=9*RC，T就是所需要的复位时间。根据自己电路中的参数计算出复位时间
T=900MS；
但实际过程中采用LOTO的OSCA02示波器的触发功能，捕捉正常工作USB电路板上电时刻复位信号的波形状态；如下图所示（黄色为电压VCC波形，蓝绿色为复位信号波形）：

观察波形状态，正常USB电路板上电时，VCC上升时间为100US左右，RESET复位信号为500US。

无反应的USB电路板上电时，示波器捕捉的波形如图5所示，VCC在100US可从0V上升到3.3V，而RESET复位信号上升时间持续400MS，而且一直达不到3.3V。

遇到此现象，使用示波器观察上电复位波形和VCC电压波形之间的延迟关系会很有帮助。当然使用USB 示波器在电脑上操作也很方便。检查RESET管脚周围的电阻和电容等有无虚焊、漏焊等失误。这次故障应该是电容焊错，换了一个电容就正常了，故障排除。

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