BOD (Brown-Out Detector) – це детектор, який стежить за коливаннями напруги живлення МК і генерує сигнал скидання при його значних «просадках». Такі вузли часто називають «супервізорами» або «моніторами харчування».

Детектори BOD поділяються на внутрішні і зовнішні. Вважається, що внутрішній апаратний вузол BOD, наявний в сучасних моделях МК Atmel AVR, Microchip PIC, забезпечує достатню надійність і йому можна довіряти автоматичну перезавантаження пристрою при аварії. Однак іноді потрібно виставити нестандартний поріг спрацьовування детектора або підстрахуватися «на всякий пожежний випадок ». У таких ситуаціях застосовують окремий вузол зовнішнього BOD, зібраний на транзисторах або мікросхемах.

Промисловістю випускаються наступні типи мікросхем BOD:

• трехвиводние супервізори з однотактним вихідним каскадом. Вони містять на виході п-р-^-транзистор, включений за схемою із загальним емітером, і внутрішній «pull-up» резистор;

• трехвиводние супервізори з вихідним каскадом, мають відкритий колектор або відкритий стік без навантажувального «pull-up» резистора;

• трехвиводние супервізори з двотактним вихідним каскадом. Вони формують рівні «rail-to-rail», близькі до напруги Усс і GND;

• четирехвиводние супервізори, суміщені з елементами початкового скидання POR (Power-On-Reset) або зі сторожовим таймером Watch-Dog;

• многовиводние монітори харчування, що містять одночасно вузли BOD, POR і Watch-Dog.

На Рис. 4.3, а … д показані схеми підключення вузлів BOD, зібраних на «розсипи» елементів, а на Рис. 4.4, а … п – на мікросхемах супервізорів.

   

Рис. 4.3. Схеми підключення вузлів BOD, виконаних на «розсипи» елементів:

а) резистори Rl, R2 повинні мати точність ± 1%. Опір резистора R3 має бути приблизно в три рази менше, ніж у внутрішнього «pull-up» резистора МК. Резистор R4 можна замінити перемичкою, якщо не використовується адаптер програмування ISP;

б) напруга BOD визначається порогом спрацьовування стабілітрона VD1 і напругою переходу «база – емітер» транзистора VT1. У робочому стані транзистор відкритий і на вхід скидання МК надходить ВИСОКИЙ рівень. При зниженні напруги живлення нижче порога, транзистор закривається (R1, R2) і МК скидається НИЗЬКИМ рівнем від резистора R3

в) харчування МК пилоподібним напругою для перевірки стійкості спрацьовування вузла BOD. Сигнал «пили», що знімається з обкладок конденсатора С1, має частоту 2 … 3 Гц (залежить від типу «миготливого» світлодіода HL1) ц може використовуватися в якості синхронізуючого для інших трактів пристрої;

г) аналогічно Рис. 4.3, б, але з більш крутими фронтами імпульсу скидання за рахунок тригера Шмітта, зібраного на транзисторах VTI, VT2. Порогова напруга BOD задається стабілітроном VD1 і напругою «база – емітер» транзистора VT1

д) світлодіод HL1 відображає напругу +5 В і одночасно здійснює функцію зовнішнього BOD при «просадках» харчування. Поріг спрацьовування підбирається резистором R1, щоб при напрузі живлення +3 … +3.5 В на вході RES гарантовано був НИЗЬКИЙ рівень (залежить від конкретного МК).

   

Рис. 4.4. Схеми підключення мікросхем супервізорів харчування до МК (початок):

д) супервізор DA1 (фірма Microchip) формує на виході «Out» логічні рівні НИЗЬКОГО рівня і ВИСОКОГО рівня. Поріг спрацьовування BOD залежить від модифікації мікросхеми DAI (цифри «ххх» в назві) і вибирається з ряду напруг: 2.7; 3.0; 3.15; 4.5; 4.6; 4.75; 4.85 В. Перемичка SI тимчасово видаляється при програмуванні, інакше канал ISP не зможе сформувати сигнал RES. Заміна DAI – МСР112;

е) супервізор DAI (фірма Microchip) має вихід з відкритим стоком. Це дозволяє фізично не відключати адаптер ISP при програмуванні. Поріг спрацьовування BOD залежить від модифікації мікросхеми супервізора (цифри «ххх» в назві) і вибирається з ряду напруг: 1.95; 2.4; 2.7; 2.9; 3.0; 3.15; 4.5; 4.75 В. Заміна DAI-МС33064;

ж) супервізор DA1 (фірма Maxim / Dallas) має на виході транзисторний ключ і «pull-up» резистор опором 3.5 … 7.5 кОм. Додатково в супервізор вбудована схема моніторингу стану кнопки SB1. При її натисканні автоматично виробляє імпульс скидання тривалістю 150 мс, який шунтує «брязкіт» контактів кнопки. Наявність схеми моніторингу не дозволяє підключати безпосередньо до МК адаптер ISP, оскільки його сигнали будуть сприйматися як натискання кнопки. Поріг спрацьовування BOD залежить від модифікації мікросхеми DA1 (цифри «хх» в назві) і вибирається з ряду напруг: 4.0; 4.25; 4.5 В;

з) супервізор DA1 (фірма Microchip) має двотактний вихідний каскад. Резистор R1 необхідний для розв’язки від ланцюгів адаптера ISP. Конденсатор C1 усуває помилкові спрацьовування супервізора DA1 в умовах сильних перешкод. Подібний конденсатор можна встановлювати і в інших аналогічних схемах;

і) резистори R1 R2, забезпечують гістерезис порога спрацьовування супервізора DA1 (фірма ON Semiconductor), що має вихід з відкритим стоком;

к) натискання кнопки SB1 викликає формування на виході супервізора DA 1 одиночного імпульсу скидання тривалістю 140 … 280 мс, вільного від «коливання» контактів; Про

   

Рис. 4.4. Схеми підключення мікросхем супервізорів харчування до МК (закінчення):

л) тривалість імпульсу скидання супервізора DA 1 (фірма National Semiconductor) регулюється конденсатором С1. Гідність – низьке власне споживання струму DA1

м) розв’язка мікросхеми супервізора DA1 і адаптера програмування ISP через логічний елемент DDL Для ТТЛ-логіки слід було б ще поставити резистор як на Рис. 3.16, з;

н) підключення детектора BOD DA 1 (фірма Maxim / Dallas) до вже існуючої ланцюга скидання VDI, Rl, CL Резистор R1 в даній схемі може бути відсутні, тому усередині мікросхеми DA1 вже знаходиться свій «pull-up» резистор опором 3.75 … 6.25 кОм;

о) DA1 – це регульований стабілізатор напруги (фірма National Semiconductor), що використовується для живлення МК. Стабілізатор має вбудований детектор «просідань» вихідного напруги. При зниженні напруги більше, ніж на 5%, виробляється сигнал НИЗЬКОГО рівня на виводі 5. Цей сигнал надходить в МК, який і приймає рішення про доцільність програмного «самосброси». Схема розрахована на МК з широким діапазоном харчування;

п) багатофункціональний монітор живлення виконаний на мікросхемі DA1 фірми TelCom Semiconductor. Для його нормальної роботи потрібно, щоб МК (або інший цифровий вузол) періодично генерував контрольні імпульси на лінії «Watch-Dog».

   
Джерело:
Рюмік С.М. 1000 і одна мікроконтролерних схема.