Loto实践干货(5)单片机的上电复位故障用示波器检测

LOTO2018

最近采用CY7C68013A芯片设计了一款产品，其实内部就是一个51单片机，控制USB通讯。在测试过程发现部分电路板上电后，电脑无法发现新USB硬件，也不提示无法识别，设备管理器也没有UNKNOW DEVICE的提示。经过仔细排查怀疑内部的51单片机没有工作。
排查了晶振，供电，IO脚等等之后都没发现问题，最后怀疑是电路reset有问题。
     根据芯片资料所述：VCC上升时间不能太快，至少需要200us。在使用无源晶振时，reset复位时间必须是在VCC达到3.0V后大约5MS。若是外部时钟的加电复位时间大约为200us。




我们一般使用单片机的时候，硬件电路中的复位电路设计如下图所示。此复位电路是针对低电平有效复位而言的，其中二极管是起着在断电的情况下能够很快的将电容 两端的电压释放掉，为下次上电复位做准备



电容两端的初始电压为U0(一般情况下设为0V)，T时刻电容两端电压为UT。3.3V电压设为VCC。  

   由流经电容的电流I和电容两端的电压变化关系式：I=C*dUt/dt   

可以得到：I*dt=C*dU t     

两边分别积分可以的得到：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
对电容充电至0.9*VCC时完成复位，此时可以得出T=9*RC，T就是所需要的复位时间。根据自己电路中的参数计算出复位时间
T=900MS；   
但实际过程中采用LOTO的OSCA02示波器的触发功能，捕捉正常工作USB电路板上电时刻复位信号的波形状态；如下图所示（黄色为电压VCC波形，蓝绿色为复 位信号波形）：



观察波形状态，正常USB电路板上电时，VCC上升时间为100US左右，RESET复位信号为500US。





无反应的USB电路板上电时，示波器捕捉的波形如图5所示，VCC在100US可从0V上升到3.3V，而RESET复位信号上升时间持续400MS，而且一直达不到3.3V。





遇到此现象，使用示波器观察上电复位波形和VCC电压波形之间的延迟关系会很有帮助。当然使用USB 示波器在电脑上操作也很方便。检查RESET管脚周围的电阻和电容等有无虚焊、漏焊等失误。这次故障应该是电容焊错，换了一个电容就正常了，故障排除。