MAX791：多功能微處理器監(jiān)控電路的深度解析

在微處理器系統(tǒng)中，對(duì)電源供應(yīng)和電池控制功能的監(jiān)控至關(guān)重要，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。MAX791微處理器監(jiān)控電路就是這樣一款能夠有效降低監(jiān)控復(fù)雜度、減少所需組件數(shù)量的產(chǎn)品。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

MAX791 微處理器監(jiān)控電路是一款可有效降低微處理器（μP）系統(tǒng)中電源供應(yīng)和電池控制功能監(jiān)控復(fù)雜度、減少組件數(shù)量的產(chǎn)品。它的低功耗特性及出色的電氣性能，使其能廣泛應(yīng)用于多種類型的設(shè)備中。其 50μA 的低供應(yīng)電流，讓它成為便攜式設(shè)備的理想選擇；而 6ns 的芯片使能傳播延遲和 250mA 的輸出能力（電池備份模式下為 25mA），又能滿足大型高性能設(shè)備的需求。

二、產(chǎn)品特性

（一）電壓監(jiān)測(cè)與復(fù)位

1. 具備精確的 4.65V 電壓監(jiān)測(cè)功能，能精準(zhǔn)感知電源電壓變化。
2. 擁有 200ms 的 Power - OK/復(fù)位時(shí)間延遲，確保系統(tǒng)在電源變化時(shí)能穩(wěn)定復(fù)位。
3. 復(fù)位輸出（–R - E - S - E - T–）在電源上電、掉電和欠壓情況下均有效，且保證在 (V_{CC}) 低至 1V 時(shí)仍處于正確狀態(tài)，即使電路中無電池也能正常工作。

（二）看門狗定時(shí)器

1. 獨(dú)立的看門狗定時(shí)器，支持預(yù)設(shè)或可調(diào)模式，默認(rèn)超時(shí)時(shí)間為 1.6s。
2. 若看門狗輸入（WDI）在預(yù)設(shè)或可調(diào)的超時(shí)時(shí)間內(nèi)未切換狀態(tài)，看門狗故障輸出（WDO）將被置為低電平。
3. 看門狗脈沖輸出（WDPO）可提前發(fā)出警告，在 WDI 無狀態(tài)切換時(shí)，WDPO 會(huì)脈沖低電平 1ms，且其下降沿比 WDO 提前 70ns。

（三）電源管理

1. 支持電源切換功能，在正常工作模式下（(V_{CC}) 模式）輸出能力為 250mA，電池備份模式下為 25mA。
2. 具備 1μA 的低待機(jī)電流，有效節(jié)省能源。
3. 可對(duì)備用電池進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng) (V{CC}) 低于復(fù)位閾值且低于 (V{BATT}) 時(shí)，自動(dòng)切換到電池備份模式。

（四）其他功能

1. 芯片使能信號(hào)（CE）內(nèi)部選通，可防止電源故障時(shí)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)損壞 CMOS RAM，CE 傳播延遲最大為 10ns。
2. 提供手動(dòng)復(fù)位輸入（MR），可直接連接開關(guān)，無需外部上拉電阻或去抖網(wǎng)絡(luò)。
3. 具備電源故障比較器，可用于監(jiān)測(cè)非 5V 電源和早期電源故障檢測(cè)。
4. 低線輸出（LOWLINE）可在 (V_{CC}) 降至復(fù)位閾值以上 150mV 時(shí)輸出低電平，可用于產(chǎn)生非屏蔽中斷（NMI）。

三、電氣特性

（一）電壓與電流參數(shù)

1. 工作電壓范圍：(V{CC}) 和 (V{BATT}) 為 0 - 5.5V。
2. 正常工作模式下，(V{OUT}) 與 (V{CC}) 關(guān)系：當(dāng) (I{OUT}=25mA) 時(shí)，(V{OUT}=V{CC}-0.05) 至 (V{CC}-0.02)；不同型號(hào)在不同 (V{CC}) 和 (I{OUT}) 條件下有相應(yīng)的電壓降。
3. 電池備份模式下，(V{OUT}) 與 (V{BATT}) 關(guān)系：根據(jù)不同的 (V{BATT}) 和 (I{OUT}) 有不同的電壓降。
4. 電源電流：正常工作模式（不包括 (I{OUT})）為 50 - 150μA；電池備份模式（不包括 (I{OUT})）在不同條件下有所不同，典型值在 0.04 - 5μA 之間；(V_{BATT}) 待機(jī)電流在不同溫度和電壓條件下也有相應(yīng)范圍。

（二）閾值與延遲參數(shù)

1. 復(fù)位閾值電壓為 4.50 - 4.75V，具有 15mV 的滯后。
2. 低線到復(fù)位的閾值電壓差為 150mV。
3. (V{CC}) 到復(fù)位的延遲在掉電時(shí)為 100μs，(V{CC}) 到低線的延遲在掉電時(shí)為 80μs。
4. 復(fù)位激活超時(shí)時(shí)間在電源上電時(shí)為 140 - 280ms。
5. 看門狗超時(shí)時(shí)間可通過連接不同電容到 SWT 引腳進(jìn)行調(diào)整，默認(rèn)值為 1.6s。

四、引腳功能

（一）主要電源與電池引腳

1. (V_{BATT})：備份電池輸入，連接外部電池、電容及充電電路。
2. (V{OUT})：輸出電源電壓，根據(jù) (V{CC}) 和 (V_{BATT}) 的情況切換連接對(duì)象，需連接 0.1μF 電容到地。
3. (V_{CC})：輸入電源電壓，應(yīng)為穩(wěn)壓 +5V。

（二）控制與狀態(tài)引腳

1. BATT ON：電池激活輸出，指示 (V{OUT}) 切換到 (V{BATT}) 的狀態(tài)。
2. –P - F - O–：電源故障輸出，當(dāng) PFI 小于 1.25V 時(shí)輸出低電平。
3. PFI：電源故障輸入，為電源故障比較器的同相輸入。
4. SWT：設(shè)置看門狗超時(shí)輸入，可連接 (V_{OUT}) 選擇默認(rèn)超時(shí)時(shí)間，或連接電容選擇其他超時(shí)時(shí)間。
5. –M - R–：手動(dòng)復(fù)位輸入，脈沖低電平 15μs 可復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器。
6. –L - O - W - - L - I - N - E–：低線輸出，當(dāng) (V_{CC}) 降至復(fù)位閾值以上 150mV 時(shí)輸出低電平。
7. WDI：看門狗輸入，若在超時(shí)時(shí)間內(nèi)狀態(tài)未切換，WDO 和 WDPO 將被置位。
8. –C - E– OUT：芯片使能輸出，當(dāng) –C - E– IN 為低且 (V_{CC}) 高于復(fù)位閾值時(shí)輸出低電平。
9. –C - E– IN：芯片使能輸入，連接芯片使能選通電路。
10. –W - D - O–：看門狗輸出，WDI 超時(shí)未切換狀態(tài)時(shí)輸出低電平。
11. –R - E - S - E - T–：復(fù)位輸出，當(dāng) (V_{CC}) 低于復(fù)位閾值或 MR 為低電平時(shí)輸出低電平。
12. –W - D - P - O–：看門狗脈沖輸出，提前發(fā)出看門狗超時(shí)警告。

五、詳細(xì)應(yīng)用說明

（一）手動(dòng)復(fù)位功能

手動(dòng)復(fù)位輸入（MR）可直接連接開關(guān)，脈沖低電平 15μs 能復(fù)位所有內(nèi)部計(jì)數(shù)器，設(shè)置看門狗輸出和脈沖輸出為高電平，還能禁用芯片使能功能。復(fù)位輸出在 MR 為低電平時(shí)保持有效，在 MR 變?yōu)楦唠娖胶箝_始復(fù)位超時(shí)時(shí)間。

（二）復(fù)位輸出

復(fù)位輸出確保 μP 在已知狀態(tài)下上電，防止電源掉電或欠壓時(shí)出現(xiàn)代碼執(zhí)行錯(cuò)誤。在無備用電池時(shí)，復(fù)位輸出在 (V{CC}) 低至 1V 時(shí)仍有效，通過外部 10kΩ 下拉電阻可確保在 (V{CC}) 低至地時(shí)復(fù)位輸出有效。

（三）看門狗功能

1. 看門狗通過 WDI 監(jiān)控 μP 活動(dòng)，若 μP 不活躍，WDO 和 WDPO 將被置位。
2. WDI 在看門狗周期內(nèi)狀態(tài)變化可復(fù)位看門狗定時(shí)器，默認(rèn)超時(shí)時(shí)間為 1.6s，可通過連接電容到 SWT 引腳選擇其他超時(shí)時(shí)間。
3. 若 WDI 浮空，看門狗功能將被禁用。

（四）芯片使能信號(hào)選通

在正常操作時(shí)，CE 選通門開啟并傳遞所有 CE 轉(zhuǎn)換；復(fù)位時(shí)，該路徑關(guān)閉，防止錯(cuò)誤數(shù)據(jù)損壞 CMOS RAM。CE 傳播延遲取決于驅(qū)動(dòng)源阻抗和負(fù)載電容。

（五）電源故障比較器

電源故障比較器是一個(gè)未連接的比較器，對(duì) IC 的其他功能無影響，可用于監(jiān)測(cè)非 5V 電源和早期電源故障檢測(cè)。

（六）電池備份模式

當(dāng) (V{CC}) 低于復(fù)位閾值且低于 (V{BATT}) 時(shí)，MAX791 切換到電池備份模式。在該模式下，各引腳有特定的狀態(tài)。

六、應(yīng)用注意事項(xiàng)

（一）短路保護(hù)

MAX791 無短路保護(hù)，除了給去耦電容充電等上電瞬態(tài)情況外，將 (V_{OUT}) 短路到地會(huì)損壞器件。

（二）輸出擺動(dòng)范圍

所有開路輸出在 (V{OUT}) 和地之間擺動(dòng)，而非 (V{CC}) 和地之間。

（三）引腳連接

若芯片輸入連接長引線，需確保這些線路無振鈴和其他可能使芯片保護(hù)二極管正偏的情況。

（四）工作模式

有三種不同的工作模式，各模式下的電源電流有所不同，使用時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的模式。

（五）其他

在使用 SuperCaps 或 MaxCaps 作為備份電源、使用單獨(dú)電源為 (V{BATT}) 和 (V{CC}) 供電、添加電源故障比較器遲滯、監(jiān)測(cè)負(fù)電壓等應(yīng)用場(chǎng)景中，都有相應(yīng)的注意事項(xiàng)和使用方法。

MAX791 是一款功能強(qiáng)大、性能出色的微處理器監(jiān)控電路，適用于多種微處理器系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需根據(jù)具體需求和場(chǎng)景，合理使用其各項(xiàng)功能，并注意相關(guān)的使用事項(xiàng)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。大家在使用 MAX791 過程中遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。