Loto實踐干貨(5)單片機的上電復位故障用示波器檢測

LOTO2018

最近采用CY7C68013A芯片設計了一款產品，其實內部就是一個51單片機，控制USB通訊。在測試過程發現部分電路板上電后，電腦無法發現新USB硬件，也不提示無法識別，設備管理器也沒有UNKNOW DEVICE的提示。經過仔細排查懷疑內部的51單片機沒有工作。
排查了晶振，供電，IO腳等等之后都沒發現問題，最后懷疑是電路reset有問題。
     根據芯片資料所述：VCC上升時間不能太快，至少需要200us。在使用無源晶振時，reset復位時間必須是在VCC達到3.0V后大約5MS。若是外部時鐘的加電復位時間大約為200us。         




我們一般使用單片機的時候，硬件電路中的復位電路設計如下圖所示。此復位電路是針對低電平有效復位而言的，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，為下次上電復位做準備。





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

   由流經電容的電流I和電容兩端的電壓變化關系式：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
對電容充電至0.9*VCC時完成復位，此時可以得出T=9*RC，T就是所需要的復位時間。根據自己電路中的參數計算出復位時間
T=900MS；   
但實際過程中采用LOTO的OSCA02示波器的觸發功能，捕捉正常工作USB電路板上電時刻復位信號的波形狀態；如下圖所示（黃色為電壓VCC波形，藍綠色為復 位信號波形）：






    觀察波形狀態，正常USB電路板上電時，VCC上升時間為100US左右，RESET復位信號為500US。  





     無反應的USB電路板上電時，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復位信號上升時間持續400MS，而且一直達不到3.3V。







     遇到此現象，使用示波器觀察上電復位波形和VCC電壓波形之間的延遲關系會很有幫助。當然使用USB 示波器在電腦上操作也很方便。檢查RESET管腳周圍的電阻和電容等有無虛焊、漏焊等失誤。這次故障應該是電容焊錯，換了一個電容就正常了，故障排除。