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為什么啟動(dòng)過渡是嵌入式系統(tǒng)關(guān)注的問題
為什么啟動(dòng)過渡是嵌入式系統(tǒng)關(guān)注的問題
為您的嵌入式系統(tǒng)準(zhǔn)備一個(gè)早上的儀式也很有幫助。雖然您不需要為PCB的微控制器提供任何咖啡，但確實(shí)需要確保其在加電期間有效地處理過渡狀態(tài)。
啟動(dòng)過渡如何影響嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行
啟動(dòng)過渡是在接通電源與擁有完全初始化的微控制器之間的短暫時(shí)間。這通常以毫秒或微秒為單位發(fā)生，并且肉眼幾乎看不見。但是在電子世界中，這相當(dāng)于幾個(gè)月或幾年。
大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員優(yōu)先考慮應(yīng)用程序算法和硬件設(shè)計(jì)，而忽略了這種關(guān)鍵的“啟動(dòng)”狀態(tài)。畢竟，毫秒能對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生什么影響？如果您陷入這種思維定勢，那么當(dāng)有人為您的系統(tǒng)加電時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤將是一個(gè)時(shí)間問題。
大多數(shù)微控制器和集成電路在完全上電和運(yùn)行之前需要很短的時(shí)間。在此過渡期間，輸入/輸出引腳通常處于默認(rèn)狀態(tài)，即“輸入”。但是在某些情況下，這些引腳在上電過渡期間會(huì)出現(xiàn)故障并在邏輯“高”和“低”之間波動(dòng)。
在實(shí)際應(yīng)用中，輸出引腳可能會(huì)間接連接到執(zhí)行器，泵或電機(jī)，而在啟動(dòng)過程中可能會(huì)意外觸發(fā)它們。當(dāng)您的嵌入式系統(tǒng)在現(xiàn)場運(yùn)行時(shí)，您不希望遇到任何粗魯?shù)囊馔?。在某些情況下，突發(fā)情況甚至可能危害公共安全。
如何應(yīng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的啟動(dòng)過渡
在微控制器的代碼運(yùn)行之前，固件工程師幾乎無能為力。因此，管理啟動(dòng)過渡的大部分工作都在硬件設(shè)計(jì)師的手中。一種做法是在輸出上放置上拉或下拉電阻，以確保在上電期間始終處于安全狀態(tài)。
例如，您希望電動(dòng)機(jī)保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，直到微控制器決定應(yīng)將其激活為止。在安全應(yīng)用中，您將需要設(shè)計(jì)門禁控制器，以使電磁鎖一直通電，直到完全啟動(dòng)為止。硬件設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)具體情況評(píng)估基于應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。
在某些情況下，簡單的電阻可能不足。在將多個(gè)輸入連接到邏輯驅(qū)動(dòng)器的情況下，盡管具有上拉/下拉電阻器，驅(qū)動(dòng)器的輸出仍可能行為異常，并錯(cuò)誤地觸發(fā)了控制器輸出。
解決過渡啟動(dòng)問題的簡單解決方案。
在這種情況下，您的設(shè)計(jì)需要具有更智能的控件，僅在微控制器完全加電時(shí)才能激活邏輯驅(qū)動(dòng)器。大多數(shù)邏輯驅(qū)動(dòng)器都有一個(gè)輸出使能（OE）引腳，設(shè)計(jì)人員通常將其路由到地或VCC，以使其連續(xù)激活。為了減輕啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的影響，您可以將邏輯驅(qū)動(dòng)器的OE路由至微控制器輸出引腳之一，并將其拉至正確的電壓電平，以在啟動(dòng)期間保持關(guān)閉狀態(tài)。
采取所有這些預(yù)防措施只是為了確保嵌入式系統(tǒng)僅在幾毫秒內(nèi)正常運(yùn)行，這似乎是不必要的麻煩。但是在安全地避免財(cái)產(chǎn)損失或傷害之后，您會(huì)發(fā)現(xiàn)所有這些都是值得的。