引言：本片文章带你了解什么是复位电路，上电复位以及手动复位等多种复位类型，并且详细讲解了复位电路的原理，相信看完之后应是有所收获。

目录

一、复位电路的定义与核心作用

二、复位电路的分类（四类）

三、四类复位电路的对比与选型建议

复位电路是电子系统中确保设备或芯片在特定条件下（如上电、异常工作时）回到初始状态的关键电路，广泛应用于单片机、嵌入式系统、数字电路等领域。以下从定义、分类、关键参数、应用设计等方面进行全面、系统的介绍，内容力求准确严谨。

一、复位电路的定义与核心作用

1. 定义

复位电路是通过产生复位信号（通常为特定电平的脉冲或持续信号），使电子系统（如芯片、微控制器、数字逻辑电路）中的寄存器、计数器、状态机等功能模块恢复到预设初始状态（如所有输出为低电平、程序指针指向起始地址）的电路。

2. 核心作用

上电初始化：系统上电时，电源电压未稳定前，通过复位信号阻止系统误动作，待电压稳定后释放复位，确保系统从初始状态开始正常工作。

异常恢复：当系统因干扰、程序跑飞、死锁等异常情况无法正常工作时，通过复位信号强制系统重启，恢复正常运行（如看门狗复位）。

手动控制：提供手动复位接口，允许用户在需要时（如调试、系统卡顿）主动触发复位。

二、复位电路的分类（四类）

1. 上电复位电路

1.1 原理

当系统接通电源时，电源电压会从 0V 逐渐上升到稳定的工作电压（如 3.3V、5V）。在这个过程中，芯片内部电路可能因电压不足而无法正常工作，若此时芯片未处于复位状态，可能会执行错误指令。 上电复位电路通过检测电源电压的上升过程，在电压未达到芯片最小工作电压（通常会在芯片手册中明确标注-“Vₘᵢₙ）时，持续向复位引脚输出复位信号；当电压稳定后，自动撤销复位信号，让芯片正常启动。

1.2 组成原件及其作用

上电复位电路结构简单，常见元件包括：

电阻（R）：限流、分压，通常用于给电容充电或稳定引脚电平（为复位引脚提供默认的高低电平）。

电容（C）：利用电容两端电压不能突变的特性，通过充放电过程控制复位信号的持续时间。

二极管（D，可选）：用于快速放电，缩短复位信号撤销时间（如反向并联在电容两端）。

专用复位芯片（可选）：当对复位精度、电压检测阈值有严格要求时使用（如 MAX813L、IMP811）。

1.3 常见电路结构及工作过程

根据复位信号的电平类型（高电平复位 / 低电平复位）和元件组合，常见电路分为以下两种：

1.3.1 低电平复位电路（最常用）

电路结构：

适用于复位引脚为低电平有效的芯片（如多数 51 系列单片机、STM32 部分型号）。

工作过程：

上电瞬间：电容 C 两端电压为 0V（电压不能突变），相当于短路，此时 RESET 引脚通过电容接地，电平为 0V（低电平），芯片进入复位状态。

充电过程：电源通过电阻 R 向电容 C 充电，电容两端电压逐渐升高，RESET 引脚电平随电容电压上升而升高。

电压稳定后：当电容充满电（电压接近 VCC），电容相当于断路，RESET 引脚电平达到高电平（接近 VCC），复位信号撤销，芯片退出复位状态，开始正常工作。

复位时间计算：复位信号的持续时间（即电容充电到 “芯片退出复位的阈值电压” 所需时间）可近似估算为 t ≈ 1.1×R×C（R 单位为 Ω，C 单位为 F，t 单位为 s）。例如：R=10kΩ，C=10μF 时，t≈1.1×10⁴×10⁻⁵=0.11s（110ms），足够满足多数芯片的复位要求（通常需 10ms 以上）。调整RC值能够保证芯片复位时间。

注：

退出复位的阈值电压：是芯片从 “复位状态” 切换到 “可启动状态” 的临界电压。

最小工作电压（Vₘᵢₙ）：是芯片启动后，能稳定维持所有预设功能（如指令执行、数据处理、外设驱动等）的最低电压。

退出复位的阈值电压是 “启动的最低条件”，而最小工作电压是 “启动后正常运行的最低条件”，后者通常更高。

1.3.2 高电平复位电路

电路结构

适用于复位引脚为高电平有效的芯片（如部分 PIC 单片机）。

工作过程：（与低电平复位过程类似）

上电瞬间：电容 C 两端电压为 0V，电源通过电容直接将 RESET 引脚拉到高电平（VCC），芯片进入复位状态。

充电过程：电容 C 通过电阻 R 放电（向 GND），RESET 引脚电平随电容放电逐渐降低。

电压稳定后：电容放电完成，RESET 引脚电平由电阻 R 拉到低电平（接近 GND），复位信号撤销，芯片正常启动。

1.3.3. 带二极管的改进电路（快速放电）

结合二极管的单向导电性（电流只能从阳极流向阴极）来优化性能。 改进电路：

上述基础 RC 电路中，若系统断电后重新上电，电容 C 需通过电阻缓慢放电（放电时间长），可能导致第二次上电时复位信号无效。比如：电路正常工作时电容 C 两端电压≈VCC（假设 3.3V）；若突然断电，VCC 掉为 0，此时电容 C 会通过电阻放电，放电时间很长。若断电后很快重新上电，电容此时还没放完电（比如还剩 2V），而芯片退出复位的阈值可能只有 1.8V—— 上电瞬间电容电压已高于阈值，导致芯片 “没经历复位过程就直接启动”，可能因初始化不全而异常（比如程序跑飞）。而二极管正向导通时的电阻很小（比如普通硅二极管只有几百 Ω 甚至更小）通过二极管的低阻回路，很快就能把电容电压放至接近 0V。

1.3.4. 专用复位芯片电路（高精度场景）

当系统对电源电压波动敏感（如电池供电设备），或需要精确控制复位阈值（如必须在电压低于 4.5V 时复位）时，RC 电路的精度（受电阻、电容容差影响）无法满足需求，需使用专用复位芯片。 芯片功能：内置电压检测电路，可设定固定的复位阈值（如 4.3V、2.9V），当 VCC 低于阈值时，芯片输出复位信号；当 VCC 恢复并稳定后，延迟一段时间后撤销复位信号。 优势：复位阈值精准（误差通常 ±1%）、延迟时间固定、抗干扰能力强，适用于工业控制、汽车电子等场景。

2.手动复位电路

2.1 手动复位电路的基本原理

手动复位原理与上电复位基本类似，只不过是通过按键来控制电平信号。

手动复位电路是通过人工操作按键强制芯片进入复位状态的电路，常用于系统调试、程序异常时手动重启芯片，或在需要主动触发复位（如设备初始化）的场景中。它的核心逻辑是：通过按键改变芯片复位引脚的电压，使其低于 “退出复位的阈值电压”，从而让芯片进入复位状态；松开按键后，电压恢复，芯片退出复位并重新启动。

2.2 基本组成：4 个核心元件

RC 手动复位电路结构极简，以 32单片机（复位引脚 NRST 一般需低电平触发）为例，典型组成如下：

复位按键（S1）：手动触发复位的开关，通常为常开按键。

电阻（R1、R2）：R1 为上拉电阻（通常 10kΩ），R2 为限流 / 放电电阻（通常 1kΩ，可选）。

电容（C1）：储能电容（通常 10μF 电解电容），通过充放电控制 NRST 引脚电平。

STM32 芯片：核心元件，NRST 引脚为复位信号输入端。

2.3 电路结构

2.4 工作原理（分 “常态” 和 “按键触发” 两种状态）以32低电平复位为例介绍，高电平也是类似

（1）常态（未按按键时）

电源 VCC 通过上拉电阻 R2向电容 C2 充电：

初始时 C2 无电荷，充电电流通过 R2 流向 C2，C2两端电压逐渐升高；

当 C2充满电后，电路达到稳态：C2 相当于开路，NRST 引脚电平由 R2 上拉至 VCC（高电平）；

因 STM32 的 NRST 为低电平有效，此时高电平状态下，芯片正常工作，无复位触发。

（2）按键触发（按下 S1 时）

当按下复位按键 SW1，NRST 引脚通过按键直接连接 GND：

电容 C2 两端的电荷通过 SW1快速放电，NRST 引脚电平瞬间拉低至 GND（低电平）；

只要按键保持按下状态，NRST 引脚就持续维持低电平：STM32 检测到低电平且持续时间≥20μs 后，触发复位流程（寄存器、外设等恢复初始状态）；

（3）按键松开后

松开 SW1，按键断开，电路恢复常态：

VCC 再次通过 R2 向 C2 充电，C2 两端电压逐渐升高，NRST 引脚电平从低电平缓慢回升至高电平；

回升过程中，低电平持续时间由 RC 充放电时间决定（需确保≥20μs，满足 STM32 复位最小时间要求，不同芯片对复位电平的持续时间要求不同，需参考芯片手册）

当 NRST 引脚电平回升到高电平阈值后，复位结束，STM32 开始正常启动。

2.5 消抖：解决机械抖动的方法，RC 电路 “一举两得”

因为手动复位用按键，必然涉及到按键抖动的因素，这里来介绍一下电路中消抖的原理。

RC 电路的电容 C 有 “电压不能突变” 的特性（电容两端电压变化速度与充放电电流相关，电流越小变化越慢），恰好能 “平滑” 抖动导致的电平跳变 —— 这就是 RC 消抖的原理。

以 “松开按钮时的抖动” 为例：

松开按钮瞬间，若因抖动导致 “按钮短暂闭合”（本应断开充电），此时电容 C 会通过按钮放电，但抖动时间仅 10~20ms（远小于 RC 时间常数 τ=100ms）；

由于放电时间极短，电容 C 两端电压下降很少（几乎不变），因此 NRST 引脚电平仍能维持在 “复位阈值以上”，不会因抖动导致电平突然降低 —— 相当于 “抖动被电容‘过滤’掉了”。

同理，按下按钮时的抖动（触点短暂断开）：此时 VCC 通过电阻 R 给电容充电，但抖动时间短，电容电压上升很少，RST 引脚仍维持低电平，不会误触发高电平。

因此，RC 手动复位电路中的 “电容 C” 既是 “决定复位时间的元件”，又是 “硬件消抖元件”—— 实现 “复位 + 消抖” 双重功能，这也是它被广泛使用的核心原因。

3.外部信号复位电路

外部信号复位电路由 “外部输入信号”（如其他模块的状态信号、传感器信号、上位机指令）触发复位，用于多模块系统的联动控制（如某模块故障时触发主控制器复位）。

项目具体说明原理外部输入信号（如电平信号、脉冲信号）满足预设条件（如高电平→低电平跳变、脉冲宽度≥10ms）时，通过信号检测电路将其转换为符合器件要求的复位信号，送至 RESET 引脚，触发复位。典型结构电平检测型：由分压电阻、三极管（或光耦）组成，外部信号通过三极管控制 RESET 端电平（如外部信号为高电平时，三极管导通，RESET 端被拉低）。 脉冲检测型：由单稳态触发器（如 555 电路）或单片机 IO 口配合软件组成，检测到外部脉冲信号后，输出持续一定时间的复位电平。

4. 看门狗复位电路

看门狗复位电路是 “自动监控系统运行状态” 的电路，当系统因干扰、程序错误等导致 “死机”（程序停止正常运行）时，自动触发复位，无需人工干预，是提高系统抗干扰能力的核心电路。

项目具体说明原理看门狗电路（芯片或模块）内置 “计数器”，系统正常运行时，微控制器需定期向看门狗发送 “喂狗信号”（如通过 IO 口输出脉冲、写入特定指令），重置计数器；若系统死机，“喂狗” 中断，计数器溢出后，看门狗输出复位信号，强制器件复位。典型结构外部看门狗芯片：如 X25045（带 SPI 通信的看门狗 + EEPROM）、MAX705（独立看门狗），通过专用引脚（如 WDI 喂狗端、RESET 输出端）与微控制器连接。 内部看门狗模块：多数单片机（如 STM32、PIC）内置看门狗（IWDG 独立看门狗、WWDG 窗口看门狗），通过寄存器配置 “喂狗周期”（如 100ms~2s），无需外部元件。关键参数 喂狗周期：看门狗计数器溢出前需 “喂狗” 的最大时间（如 X25045 可设为 1.4s、6s 等）。 复位信号宽度：溢出后输出复位信号的持续时间（如 MAX705 复位信号宽度约 200ms，满足多数器件复位需求）。

三、四类复位电路的对比与选型建议

复位类型触发条件核心优势局限性选型场景建议上电复位电路系统上电自动触发、无需人工干预仅上电时有效，无法应对运行中异常所有系统基础配置（必选）手动复位电路用户按复位键操作灵活，可主动干预需人工操作，无法自动恢复需用户手动调试 / 干预的场景（如开发板、家用设备）外部信号复位电路外部联动信号支持多模块协同控制依赖外部信号可靠性多模块系统、需上位机 / 传感器联动场景看门狗复位电路系统死机（未喂狗）自动恢复，提高系统稳定性需定期喂狗（占用程序资源）无人值守、高可靠性需求场景（如工业、医疗）

本篇文章到这里就结束啦。