Loto實(shí)踐干貨(5)單片機(jī)的上電復(fù)位故障用示波器檢測(cè)

LOTO2018

最近采用CY7C68013A芯片設(shè)計(jì)了一款產(chǎn)品，其實(shí)內(nèi)部就是一個(gè)51單片機(jī)，控制USB通訊。在測(cè)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)部分電路板上電后，電腦無(wú)法發(fā)現(xiàn)新USB硬件，也不提示無(wú)法識(shí)別，設(shè)備管理器也沒(méi)有UNKNOW DEVICE的提示。經(jīng)過(guò)仔細(xì)排查懷疑內(nèi)部的51單片機(jī)沒(méi)有工作。
排查了晶振，供電，IO腳等等之后都沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最后懷疑是電路reset有問(wèn)題。
     根據(jù)芯片資料所述：VCC上升時(shí)間不能太快，至少需要200us。在使用無(wú)源晶振時(shí)，reset復(fù)位時(shí)間必須是在VCC達(dá)到3.0V后大約5MS。若是外部時(shí)鐘的加電復(fù)位時(shí)間大約為200us。         




我們一般使用單片機(jī)的時(shí)候，硬件電路中的復(fù)位電路設(shè)計(jì)如下圖所示。此復(fù)位電路是針對(duì)低電平有效復(fù)位而言的，其中二極管是起著在斷電的情況下能夠很快的將電容 兩端的電壓釋放掉，為下次上電復(fù)位做準(zhǔn)備。





電容兩端的初始電壓為U0(一般情況下設(shè)為0V)，T時(shí)刻電容兩端電壓為UT。3.3V電壓設(shè)為VCC。  

   由流經(jīng)電容的電流I和電容兩端的電壓變化關(guān)系式：I=C*dUt/dt   

可以得到：I*dt=C*dU t     

兩邊分別積分可以的得到：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
對(duì)電容充電至0.9*VCC時(shí)完成復(fù)位，此時(shí)可以得出T=9*RC，T就是所需要的復(fù)位時(shí)間。根據(jù)自己電路中的參數(shù)計(jì)算出復(fù)位時(shí)間
T=900MS；   
但實(shí)際過(guò)程中采用LOTO的OSCA02示波器的觸發(fā)功能，捕捉正常工作USB電路板上電時(shí)刻復(fù)位信號(hào)的波形狀態(tài)；如下圖所示（黃色為電壓VCC波形，藍(lán)綠色為復(fù) 位信號(hào)波形）：






    觀察波形狀態(tài)，正常USB電路板上電時(shí)，VCC上升時(shí)間為100US左右，RESET復(fù)位信號(hào)為500US。  





     無(wú)反應(yīng)的USB電路板上電時(shí)，示波器捕捉的波形如圖5所示，VCC在100US可從0V上升到3.3V，而RESET復(fù)位信號(hào)上升時(shí)間持續(xù)400MS，而且一直達(dá)不到3.3V。







     遇到此現(xiàn)象，使用示波器觀察上電復(fù)位波形和VCC電壓波形之間的延遲關(guān)系會(huì)很有幫助。當(dāng)然使用USB 示波器在電腦上操作也很方便。檢查RESET管腳周?chē)��?a href="http://www.54549.cn/keyword/電阻" target="_blank" class="relatedlink">電阻和電容等有無(wú)虛焊、漏焊等失誤。這次故障應(yīng)該是電容焊錯(cuò)，換了一個(gè)電容就正常了，故障排除。