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2024-03-16 256 单片机
单片机按键复位电路原理和电路图解析
接线图
2023年01月04日 22:14 456
admin
单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。本文介绍的就是单片机按键复位电路原理和电路图解析。
复位电路
在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
单片机复位电路
当这个电路处于稳态时，电容起到隔离直流的作用，隔离了+5V，而左侧的复位按键是弹起状态，下边部分电路就没有电压差的产生，所以按键和电容 C11以下部分的电位都是和GND相等的，也就是0V电压。我们这个单片机是高电平复位，低电平正常工作，所以正常工作的电压是0V电压，完全OK，没有问题。
单片机按键复位电路原理和电路图解析
独立按键
通常的按键分为独立式按键和矩阵式按键两种，独立式按键比较简单，并且与独立的输入线相连接，如下图所示
独立式按键电路图
4条输入线接到单片机的IO口上，当按键K1按下时，+5V通过电阻R1然后再通过按键K1最终进入GND形成一条通路，那么这条线路的全部电压都加到了R1这个电阻上，KeyIn1这个引脚就是个低电平。当松开按键后，线路断开，就不会有电流通过，那么KeyIn1和+5V就应该是等电位，是一个高电平。我们就可以通过KeyIn1这个IO口的高低电平来判断是否有按键按下。
这个电路中按键的原理我们清楚了，但是实际上在我们的单片机IO口内部，也有一个上拉电阻的存在。我们的按键是接到了P2口上，P2口上电默认是准双向IO口，我们来简单了解一下这个准双向IO口的电路，如下图所示。
准双向IO口结构图
当内部输出是高电平，经过一个反向器变成低电平，NPN三极管不会导通，那么单片机IO口从内部来看，由于上拉电阻R的存在，所以是一个高电平。当外部没有按键按下将电平拉低的话，VCC也是+5V，他们之间虽然有2个电阻，但是没有压差，就不会有电流，线上所有的位置都是高电平，这个时候我们就可以正常读取到按键的状态了。
当内部输出是个低电平，经过一个反相器变成高电平，NPN三极管导通，那么单片机的内部IO口就是个低电平，这个时候，外部虽然也有上拉电阻的存在，但是两个电阻是并联关系，不管按键是否按下，单片机的IO口上输入到单片机内部的状态都是低电平，我们就无法正常读取到按键的状态了。
矩阵按键
矩阵按键和独立按键的关系
我们在使用按键的时候有这样一种使用经验，当需要多个按键的时候，如果做成独立按键会大量占用IO口，因此我们引入了矩阵按键，如图6所示，使用了8个IO口来实现16个按键。
矩阵按键
其实独立按键理解了，矩阵按键也简单，我们来分析一下。图6中，一共有4组按键，我们只看其中一组，如图7所示。大家认真看一下，当KeyOut1输出一个低电平，KeyOut2、KeyOut3、KeyOut4这三个输出高电平时，是否相当于4个独立按键呢。
单片机按键复位电路各元件的作用
如上图，R17 C13组成止电复位电路，刚上电时，C13是电压为0，电源通过R17对电容充电，因此，RST引脚呈现高电平，高电平时间大于2个晶振周期，单片机复位
电容充电完毕，RST引脚呈现低电平，复位结束
按钮S22和R16组成手动复位电路 ，按下S22，电源接通R16和 R17，由于R17阻值比较大，因此RST是高电平，同时电容通过R16迅速放电，即使按钮触点断开，电源也可对C13充电，使RST高电平稳定一段时间 ，保证可靠复位。 C13容量较小时，R16可省掉，小电容短路放电不会损坏按钮触点。
结语
本文对单片机复位电路进行了详细的分析，阐述了按键复位电路的原理及其电路图解析，希望本文能对你有所帮助。
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