片上 POR 和 BOR 的区别

片上 POR（Power On Reset）和 BOR（Brown-out Reset）是微控制器中用于确保系统在电源异常情况下能够恢复正常运作的两种复位机制。

1. POR（上电复位）

POR 是在微控制器上电时触发的复位信号。它的功能是在 VDD 电压由低向高上升越过规定的阀值之前，保持芯片复位，直到电压稳定在一个安全的工作范围内。这个过程中，CPU 会保持在停止状态，直到复位信号被解除，然后开始执行复位向量和程序代码。

2. BOR（欠压复位）

BOR 是在电源电压下降到一定阈值时触发的复位信号。它的作用是在正常工作后的掉电复位，当电压低于配置值时，BOR 会产生复位或中断，以保护系统免受低电压引起的潜在损害。

3. POR 和 BOR 主要区别

• 触发条件：POR 通常发生在电源刚接通时，而 BOR 则是在电源电压下降到一定阈值时触发。
• 复位性质：POR 是必然发生的（除非有特殊电路设计），而 BOR 则取决于电源的实际工作情况。
• 复位持续时间：POR 通常涉及一个复位脉冲，而 BOR 可能涉及一个复位或中断信号，具体取决于微控制器的设计。

在设计系统时，通常会同时集成 POR 和 BOR，以提供双重保护，确保系统在上电和电源波动时都能可靠地复位。

4. 片上 POR 和 BOR 在微控制器中各自的工作原理是什么？

4.1 片上 POR（上电复位）工作原理

片上 POR（上电复位）是微控制器内部的一种保护机制，用于在上电时检测电源电压是否达到安全水平。当检测到电源电压低于预设的阈值（VPOR）时，微控制器会自动进入复位状态，以避免因电压不足导致的错误操作或损坏。一旦电源电压稳定并高于复位阈值，微控制器将退出复位状态，恢复正常运行。

片上BOR（欠压复位）工作原理

片上 BOR（欠压复位）功能允许用户自定义复位电压阈值，以便在电源电压降至特定水平以下时触发复位。这是因为在某些应用中，标准的 POR 阈值可能不足以保证系统在所有情况下都能正常工作。通过编程 BOR 的阈值，可以在电源电压下降到可能影响系统稳定性之前进行复位，从而提供额外的保护措施。

BOR 通常通过特定的寄存器进行配置，用户可以设置不同的阈值级别，以适应不同的工作环境和安全要求。当电源电压下降到 BOR 设定的阈值以下时，微控制器会执行复位操作，确保系统能够在安全的电压水平下重新启动。

5. 为什么需要同时使用POR和BOR来提高系统的抗干扰能力？

在电子系统设计中，POR（Power-On Reset）和BOR（Brown-Out Reset）是两种重要的复位机制，它们共同作用于提高系统的稳定性和抗干扰能力。

5.1 Power-On Reset (POR)

POR 是在系统上电时提供复位信号的机制。当系统的电源电压上升到一定阈值以上时，POR 电路会确保系统被正确初始化，以避免因电源电压不稳定导致的错误操作。POR 通常用于确保系统在上电瞬间恢复到已知的初始状态。

5.2 Brown-Out Reset (BOR)

BOR 则是在电源电压下降到危险水平以下时提供复位信号的机制。它保护系统免受电源波动或突然断电的影响，防止因为电压不足而导致的系统崩溃或数据损坏。BOR 通常设计有一定的滞后，以便在电源短暂下降后能够恢复正常工作。

5.3 结合使用的好处

同时使用 POR 和 BOR 可以提供更全面的保护。POR 确保系统在正常上电时能够稳定启动，而 BOR 则在电源异常时提供额外的保护。这样的双重保护机制可以减少因电源问题导致的系统故障，提高系统的鲁棒性和可靠性。即使在系统处于低功耗模式，BOR 也能保持激活状态，确保在任何时候都能及时响应电源问题。

综上所述，POR 和 BOR 的组合使用能够有效应对电源相关的多种不稳定因素，是提高系统抗干扰能力的重要设计策略。

6. 如何根据应用需求选择合适的 POR 和 BOR 阈值设置？

6.1 选择 POR 和 BOR 阈值的指导原则

在选择电源复位（Power On Reset, POR）和欠压复位（Brown Out Reset, BOR）阈值时，需要根据应用的特定要求和安全性考虑来进行设置。以下是一些关键因素和步骤，根据应用需求选择合适的阈值：

1. 理解 POR 和 BOR 的作用：
   • POR 是在上电时，当 VDD 电压低于设定的 VPOR 阈值时，系统自动进入复位状态，以确保系统在稳定的电压下启动。
   • BOR 是在系统运行期间，当 VDD 电压降至设定的 VBOR 阈值以下时，系统会被复位，以防止由于电压不足导致的错误操作或损坏。
2. 考虑应用的电压容忍范围：
   • 选择 POR 阈值时，应考虑系统在上电过程中能够承受的最低电压，以确保系统能够可靠启动。
   • BOR 阈值应设置在正常运行电压之下，但高于可能引起系统不稳定的最低电压水平。
3. 考虑电压波动和噪声：
   • 应考虑电源线上的电压波动和噪声，选择适当的阈值以避免误触发。
   • 阈值设置应有一定的余量，以适应电压的短时波动。
4. 安全性和可靠性：
   • 对于关键应用，可能需要更严格的阈值设置，以提供额外的保护层。
   • 对于成本敏感或非关键应用，可以选择较宽的阈值范围，以减少硬件成本。
5. 实验和调整：
   • 在实际应用中，可能需要通过实验来调整 POR 和 BOR 阈值，以找到最佳平衡点。 测试不同的阈值设置，观察系统在各种电压条件下的行为，确保系统在所有预期的工作环境中都能稳定运行。
6. 查阅数据手册和应用指南：
   • 不同的微控制器或集成电路可能有不同的建议设置和限制，因此应仔细阅读相关的技术文档。