TL77xxA芯片在电压监控中的一系列应用

TL77xxA芯片在电压监控中的一系列应用

刘 湘 胡生清
合肥工业大学 仪器仪表学院 安徽 合肥 230009

电源电压监控在单片机中的重要性

电源在所设计系统的设备中可以说是简单的器件，但却往往放在整机设计的。为了保证单片机的可靠运转，对供电系统的要求越来越高。在单片机系统中，例如高频高的A／D数据转换，一般都要求电压偏差不超过5％，若芯片的供电电压为5V，即电压偏差不能超过0．25V。否则，可能会造成单片机运行不稳定，轻则引起输入输出关系度下降(如A／D转换等)，可能会使系统内部程序出现错误或者混乱，甚至影响芯片寿命和导致芯片损坏。因此，在电路中需要通过电压监控电路来实现对电压的实时监控，使电源能够为芯片提供合格而稳定的电压。 TL77xxA系列芯片是专门为单片机系统电压监控而设计的芯片(如图1，引脚定义：REF基准电压；CT延时；GND接地；VCC电源；SENSE监测电压；RESET复位输出；片选)。其主要有以下优点：上电掉电自动复位输出、宽电压监视范围、内置精密电压源、自带温度补偿、复位输出时间可调、互补复位输出。因此TL77xxA系列芯片在单片系统中有着广泛地运用。下面对TL77xxA的原理作简单的介绍，并将举例说明其在实际中的应用。

◆ TL77xxA系列原理

l ．TL77xxA系列原理：

TL77xxA系列集成电路硬件原理图如图2，其工作电压波形如图4。从SENSE引脚输入电压判断电压是否欠压。

统上电后VCC引脚电压上升至3．6V时，RESET输出将变为低电平。当SENSE引脚电平高于VIT+时芯片内部的定时功能将产生一定的延时(延时时间长度由外部电容CT决定，td=1．3X104XCT(单位：CT法拉，td秒))，在延时期间RESET为低电平RESET高电平。延时时间到了以后RESET和RESET信号截止(RESET为高，RESET为低)，上电复位完成。系统正常运行中突然出现掉电的情况时，SENSE引脚电压一旦低于VIT－， RESET和RESET输出将分别为低电平和高电平并保持到VCC为2V时。当VCC低于2V时，RESET和RESET输出信号未知。(对于TL7705A，VIT+=V IT－=4．6V。)

注意：REF引脚必须接一个外接电容，以消除电压快速变化时对芯片产生的影响。电容的典型值为0．1uf。

2．TL77xxA系列具体型号

TL77xxA系列芯片以其自身的特点在电压监控中有着重要作用，而且成本低、功能多，硬件线路简单，TL77xxA系列产品能满足多种电源系统。下面我们将以单片机中常用的几种形式来说明TL77xxA在实际系统中的应用。

TL7705A在单片机系统中电压监控的应用

1． TL7705A在AT89C52单片机中的一般应用

在我们研究的投入式水位计AT89C52系统中，我们采用TL7705A对单片机系统的电压监控。如图6，TL7705A作为AT89C52系统的电压监控芯片，以提高系统运行可靠性。系统芯片间连接方式如图6所示。Ct为外接电容，其值大小影响RESET和RESET输出信号保持时间td。为了保证本系统中AT89C52能进行可靠的复位(AT89C52复位至少需要两个完整的时钟周期T，本系统假设T=100ns)，取CT为100pf，这样就能满足AT89C52的对于复位信号的需求。

系统上电：VCC引脚电压上升至3．6V后，RESET输出将由低电平变为高电乎，AT89C52芯片复位。RESET引脚电压高电平状态将保持1．3μs后恢复为低电平。这时系统完成-次上电复位。

手工复位：系统上电之后，一旦按键RST被按下，系统输出RESET和RESET立即变为低电平和高电平。当按键恢复时，RESET和RESET输出将变为高电平和低电平。系统完成-次手动复位。

系统掉电：SENSE引脚电压低于V IT－时，RESET输出将变为高电平直至VCC低于2V。此时系统完成掉电复位。

因此加装一片TL7705A后，系统运行要稳定许多。单片机电源对系统影响将为很低。

2．TL77xxA系列芯片在多电压监控系统中的运用

如图7所示系统是利用一片TL7705A和两片TL7712A对单片机系统常用的+12V、+SV、-12V电源电压进行监视。一旦系统任意一路或者几路电压出现掉电或供电不正常，SYSTEM RESET将由高电平变为低电平，从而通知系统并对此做出相应的处理(例如：由主电源切换至备用电源等)，为系统稳定安全运行提供了可靠的保障。

小结

在单片机应用中，我们对系统在高频工作下的安全和稳定提出了更高的要求。原有的一些技术已经满足不了要求，原来在单片机系统中常用的电源复位电路(如图8)，因为其复位不可靠，不可能满足要求。所以，-些先进的技术需要在实际中大量的运用。而我们的投入式水位计在采用了TL7705A作为AT89C52系统的电压监控芯片后，则较原来的电源复位电路则大大的提高系统运行可靠性。 因此单片机在实际应用中出现的各种问题成为了我们要尽快解决的难点所在。在芯片技术日益成熟的今天，集成芯片对于电源的要求越来越高。因此，我们不光要从电源及系统硬件电路自身解决问题，而且要从单片机电源电压监控入手，从而保证系统正常安全的运行。因此，电源电压监视芯片将越来越受到重视和应用。

随着单片机的应用日趋广泛，且其工作环境相对较恶劣，对系统运行的可靠性也会越来越高，因而其电源的稳定性要求也越来越迫切了，相信本文会对这方面的电源设计有一定的参考所值。