ADM8616/ADM8617：低電壓監(jiān)控電路的卓越之選

在電子設計領域，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用中發(fā)揮重要作用的。

文件下載：ADM8616.pdf

產(chǎn)品概述

ADM8616/ADM8617是專門為基于微處理器的系統(tǒng)設計的監(jiān)控電路，能夠實時監(jiān)測電源電壓水平，并確保代碼執(zhí)行的完整性。當電源電壓上升到預設的閾值水平時，會產(chǎn)生上電復位信號。同時，這兩款芯片還集成了片上看門狗定時器，如果微處理器在預設的超時時間內未能進行脈沖觸發(fā)，看門狗定時器將復位微處理器，使系統(tǒng)恢復正常運行。

產(chǎn)品特性

精準的電源監(jiān)控

• 多閾值選擇：提供9種復位閾值選項，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，適應多種應用場景。

靈活的超時設置

• 復位超時：有4種復位超時選項，分別為1 ms、20 ms、140 ms和1120 ms，可以根據(jù)系統(tǒng)的啟動時間和穩(wěn)定性要求進行選擇。
• 看門狗超時：提供3種看門狗超時選項，即6.3 ms、102 ms和1.6 sec，可根據(jù)微處理器的運行速度和代碼執(zhí)行情況進行調整。

不同的輸出配置

• ADM8616：采用推挽式低電平有效輸出，具有較強的驅動能力。
• 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用場景。

低功耗設計

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

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致的誤復位。
• 寬溫度范圍：在?40°C至+85°C的溫度范圍內都能穩(wěn)定工作，適應各種惡劣環(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。

應用領域

ADM8616/ADM8617的應用非常廣泛，包括但不限于以下領域：

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

電路原理與工作模式

復位輸出

當電源電壓低于復位閾值（VTH），或者看門狗輸入（WDI）在看門狗超時時間內未被觸發(fā)時，復位輸出信號將被激活。復位信號在電源電壓上升到閾值以上或看門狗定時器超時時，會持續(xù)一段時間（復位激活超時時間tRP）。ADM8616和ADM8617的復位輸出配置不同，但都能保證在VCC低至1 V時，復位信號的邏輯狀態(tài)有效。

看門狗輸入

看門狗定時器用于監(jiān)測微處理器的活動。當看門狗輸入引腳（WDI）上出現(xiàn)低到高或高到低的邏輯轉換時，定時器將被清零。如果定時器計數(shù)達到預設的看門狗超時時間（twD），則會觸發(fā)復位信號。微處理器需要定期切換WDI引腳的電平，以避免被復位。此外，當VCC出現(xiàn)欠壓情況導致復位信號被激活時，看門狗定時器也會被清零，直到復位信號解除后才會重新開始計數(shù)。通過將WDI引腳浮空或使WDI驅動器三態(tài)化，可以禁用看門狗定時器。

應用注意事項

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時間內將WDI引腳保持低電平。當WDI引腳被驅動為高電平時，可能會消耗高達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WDI引腳未連接時，窗口比較器會將看門狗定時器與復位輸出電路斷開，從而避免在看門狗定時器超時時觸發(fā)復位信號。

負向VCC瞬變

為了避免因快速電源瞬變而導致不必要的復位，ADM8616/ADM8617配備了毛刺抑制電路。圖8展示了VCC瞬變持續(xù)時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復位閾值下，不會觸發(fā)復位的瞬變幅度和持續(xù)時間的組合。例如，對于2.93 V閾值，一個低于閾值100 mV且持續(xù)8 μs的瞬變通常不會導致復位，但如果瞬變的幅度或持續(xù)時間更大，則會觸發(fā)復位信號。此外，在VCC附近安裝一個0.1 μF的旁路電容可以提供額外的毛刺抑制功能。

確保復位信號在VCC = 0 V時有效

雖然低電平有效復位輸出在VCC低至1 V時可以保證有效，但通過使用一個外部電阻，可以實現(xiàn)VCC低至0 V時的有效輸出。將電阻連接在復位引腳和地之間，當復位引腳無法吸收電流時，電阻會將輸出拉低。為了避免在VCC高于1 V時對復位輸出造成過載，應使用較大的電阻值，如100 kΩ。

看門狗軟件設計

在實現(xiàn)微處理器的看門狗觸發(fā)代碼時，為了降低電流消耗，應盡量快速地將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時間。在調用子例程的程序中，將WDI引腳設置為高電平；子例程被調用時，將WDI引腳設置為低電平。如果程序正常執(zhí)行，WDI引腳會在每次循環(huán)中進行高低電平切換；如果子例程陷入無限循環(huán)，WDI引腳將保持低電平，看門狗定時器超時，微處理器將被復位。

總結

ADM8616/ADM8617以其豐富的特性、靈活的配置和廣泛的應用領域，為電子工程師提供了一個可靠的電源監(jiān)控和復位解決方案。無論是在低功耗便攜式設備還是工業(yè)控制等領域，都能發(fā)揮重要作用。在實際應用中，工程師需要根據(jù)具體的系統(tǒng)需求，合理選擇復位閾值、超時時間等參數(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)驗和見解。