微处理器电源监控芯片SGM803及其应用

在微处理器系统中，为保证微处理器系统稳定而可靠地运行，需给微处理器系统提供电源监控电路。哈尔滨圣邦微电子的SGM803就是此种芯片。它可在微处理器上电，掉电及电压低于供电电压一定值时，产生一个不低于140ms的复位低电平输出，确保微处理器运行在可知的状态，避免错误代码的执行。该芯片采用SOT-23封装，比采用分立元件或通用芯片构成的电路相比，大大减小了系统电路的复杂性和元器件的数量，显著提高了系统的可靠性和精确度。

内部结构和引脚功能
SGM803芯片的内部结构如图1所示，该电路包含电压比较器、低功耗电压基准源、分压器、输出延时电路和输出驱动电路。

参数和时序图

图1 SGM803内部结构

图2 复位时序

1复位阈值电压
复位阈值电压VTH是SGM803最重要的一个参数。电源电压降到复位阈值电源电压时，芯片复位端给出复位信号，输出低电平，使被监控系统在供电电压降低时及时复位，起到了有效的监控作用。

2 复位时序
当电源电压下降到低于阈值电压时，SGM803的复位信号为低电平，并且在电源电压上升到大于阈值后的至少140ms内，复位信号的低电平状态仍保持有效。
如图2所示，在复位电平由低变高时有一个复位延时约为140ms，此延时可保证供电电压恢复到了阈值以上时，能使被控系统正常工作。

3 V_CC瞬态响应
SGM803可保护微控制器，防止其掉电出错，对电源电压的短时间突降有过滤功能，即电源电压在很短时间内低于复位阈值也不会产生复位信号。不过，随着电源电压突降的幅度增加（变得比复位阈值更低），不产生有效复位信号的脉冲宽度将减小。通常情况下，当电源电压比复位阈值低100mV的时间小于10μs时，将不会产生有效的复位输出。图3所示为不会产生复位的V_CC瞬变的最大脉宽。随着VCC瞬变的幅值较阈值越来越小（V_TH－V_CC的值不断增加），最大脉宽也不断减少。为了更好地使用SGM803，在尽可能地靠近V_CC和GND引脚处连接1个0.1μF的陶瓷旁路电容，以便提供更精确的复位门槛电压和提高系统电压监控电路的抗干扰能力。

图3 不会产生复位的V_CC瞬变的最大脉宽应用电路

由于SGM803是开漏极输出，所以在使用的时候，在电源V_CC和复位端加一上拉电阻，电阻的大小一般为100kΩ。复位端也可以单独通过上拉电阻接电源，而不和V_CC连在一起，此电源的电压可为0～5.5V之间的任意值，所以会有一个复位电流流向V_CC的电流（Leakage Current），SGM803的漏电流很小，最大只有1μA。
为了确保SGM803的复位管脚在V_CC低于1.0V时的状态可知，建议在复位管脚和GND之间连接一个100kΩ左右的下拉电阻（见图4）。

图4  V_CC低于1.0V时的有效复位

因为SGM803提供漏极开路复位输出，所以SGM803可与μP/μC的双向复位管脚相连，通过在SGM803的复位输出和μP/μC的双向复位管脚之间串联一个4.7kΩ的电阻来实现。如MC68HC05系列微控制器，其复位引脚是一个双向端口，在它的复位引脚上施加一个足够宽的低电平脉冲电压，即可使MC68HC05复位。当MC68HC05复位后，它同时又可通过软件控制该端口变成低电平，以便使系统中的其他外部设备复位，具体电路如图5所示。

图5  双向复位管脚的连接

图6 多电源系统

一般应用中，通常将SGM803的漏极开路输出上拉到被监测的电源电压，即SGM803的电源端V_CC。在某些应用中，也需要将SGM803的漏极开路输出上拉到另外一路电源上，以实现电平转换的目的，如图6所示。需要注意的是，SGM803的漏极开路输出在电源电压低于 1.15V时不再下拉电流。另外，因为上拉电流的存在，随着电源电压的降低，SGM803的复位输出端电压将升高，这一现象是由被监测的电压，上拉电阻值以及上拉电阻所连接的电压所共同决定的。