单片机在上电时必须获得一个可靠的复位信号，否则程序计数器 PC 得不到合适的初值，CPU 可能从一个未定义的位置开始执行程序。复位电路的作用，就是在电源上电、电压跌落或人工干预时，向复位引脚提供满足宽度和电平要求的信号。本文介绍上电复位的基本原理及几种常见实现方式。

一、上电复位的基本原理

上电复位的原理可用 RC 充放电过程说明：电源电压从零建立的过程中，复位端 RESET（或 RST）先被电容耦合到高电平，随后该点经电阻对地放电，电平逐渐下降。当复位端电平由高变低并保持足够长的时间后，单片机内部电路完成初始化，这一过程即为上电复位。

AT89C51 的典型上电复位电路如图 1 所示，只需在 RST 复位输入引脚与 V_CC 之间接一只电容、再经一只电阻接地即可。对于 CMOS 型单片机，由于 RST 端内部已设有下拉电阻，外部电阻可以省去，外接电容亦可减至 1 μF。

图 1　AT89C51 的上电复位电路

上电时，复位电路通过电容向 RST 端送入一个短暂的高电平信号，该信号随 V_CC 对电容的充电过程逐渐回落，因此 RST 端高电平的持续时间取决于 RC 充电时间常数。为保证系统可靠复位，RST 端的高电平必须维持足够长的时间：一方面要覆盖电源本身的上升时间（通常约 10 ms），另一方面还要等待振荡器起振，而起振时间与晶振频率有关，例如 10 MHz 晶振约需 1 ms，1 MHz 晶振约需 10 ms。

在图 1 的电路中，当 V_CC 掉电时 RST 端电压会迅速降到 0 V 以下，但受器件内部电路的限制，这一负电压不会损坏器件。还需要说明的是，复位期间端口引脚处于随机状态，复位完成后各端口被置为全“1”（高电平）状态。

二、积分型上电复位与开关复位电路

兼具上电复位和手动复位功能的电路如图 2 所示。上电后，电容 C3 充电与反相门共同作用，使 RST 端维持一段时间的高电平；系统投入运行后，按下并松开复位键 K，同样能使 RST 端获得一段高电平，从而实现上电复位与开关复位两种操作。根据实际操作经验，该电路中电容、电阻的参考取值为 C3 = 1 μF，R1 = 1 kΩ，R2 = 10 kΩ。

图 2　积分型上电复位与开关复位电路

三、专用监控芯片复位电路

上电复位电路的作用是启动单片机开始工作，但电源在上电过程以及正常工作期间都可能出现电压异常或干扰，给单片机的稳定工作带来严重影响。因此，通常的做法是在电源上电时延时向芯片输出复位信号，并在电源电压异常时强制复位。复位输出脚输出的低电平需要持续若干时钟周期，复位完成后程序开始初始化芯片内部状态，然后等待输入信号（例如遥控器送来的信号）。

图 3　基于专用监控芯片的复位电路

以 MC34064 为例：5 V 电源由 MC34064 的 2 脚输入，1 脚随即输出一个上升沿，触发单片机的复位引脚。电解电容 C13 用于调节复位延时时间；电源关断时，C13 上的残留电荷经 D13 与 MC34064 内部电路构成回路释放，为下次复位做好准备。

该电路的关键器件是 MC34064 欠压检测／复位芯片，其引脚功能与典型应用如图 4、图 5 所示。

四、三极管欠压复位与比较器型复位电路

除专用监控芯片外，也可用分立元件实现欠压复位。三极管欠压复位电路利用晶体管的导通阈值检测电源电压：当 V_CC 低于设定门限时晶体管截止并输出复位信号。该电路结构简单、成本低，但检测门限的精度受温度与器件离散性影响较大，适用于对复位阈值要求不高的场合。

比较器型复位电路的基本原理如图 6 所示。上电复位时，比较器的正相输入端接有 RC 低通网络，其电压上升滞后于负相输入端——负相端网络的时间常数远小于正相端，因此在正端电压尚未超过负端电压之前，比较器输出低电平，经反相器后得到高电平复位脉冲。复位脉冲的宽度主要取决于电源电压的上升速度。由于负端放电回路的时间常数较大，该电路对电源电压的波动不敏感，但容易出现两种不利现象：一是电源二次开关间隔过短时复位不可靠；二是电源电压中出现浪涌时，浪涌消失后可能不再产生复位脉冲。

图 6　比较器型复位电路

改进的办法是在比较器电路中引入正反馈形成迟滞，并配合数字逻辑电路对复位状态进行保持与延时，这样可以消除第一种现象、减轻第二种现象。经过改造后，该电路还可以兼作上电复位与看门狗复位的公共复位电路，进一步提高系统复位的可靠性。