用的是線性時不變的電容。感慨，歲月不饒人，什么電容電感、微分方程早舍吾記憶而去。
1 電容充電過程
當電容器接通電源以后，在電場力的作用下，與電源正極相接電容器極板的自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負極相接的極板下，正極由于失去負電荷而帶正電，負極由于獲得負電荷而帶負電，正、負極板所帶電荷大小相等，符號相反。電荷定向移動形成電流，由于同性電荷的排斥作用，所以開始電流最大，以后逐漸減小，在電荷移動過程中，電容器極板儲存的電荷不斷增加，電容器兩極板間電壓 Uc等于電源電壓 U時電荷停止移動，電流為0。
Figure1. 電容充電過程--自由電子流過電源的移動
如Figure 1所示，當給U一個電壓值的一瞬間，電路必須要滿足基爾霍夫電壓定律，因而電容兩端電壓發(fā)生強迫跳變，其值變?yōu)閁。所以，F(xiàn)igure 1的電路充電時間極短，幾乎為0。
2 RC電路作為芯片復位電路
(1) RC電路充電
Figure2. RC電路電容充電過程
[1] U = 0時，電路無通路。nRst點與任何一點都不存在電位差。
[2] 在給U一個電壓的瞬間，電容正極板上有電子通過點電源到達負極板從而形成回路，此時電源電壓U的值將分配在電阻R和電容C之上。nRst點的電壓與電容正極板的電壓值相等。
[3] 隨著自由電子的移動，電容充電完畢，不再有電流即電路中又無通路。此時V = U，電阻相當于導線。nRst點與電容負極的電位差為U。
RC電路電容的充電過程也很短，但比純C電路的過程要長。這個時間可以通過基爾霍夫定律算出來：
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R * I(t) + V(T) = U I(t) = C * dV(t) / dt 得 R * C dV(t) / dt + V(T) = U (1) 這是一個一階線性非齊次（U !=0）微分方程。 首先，先討論(1)中對應的齊次方程 R * C dV(t) / dt + V(T) = 0 分離變量得 dV(t) / V(t) = - dt / RC 對兩邊積分得 lnV(t) = (- 1 / RC) Sdt + lnc 得 V(t) = e-(t/RC) + lnc = A * e-(t/RC) 對方程兩邊進行微分，得： dV(t) / dt = -(A/RC) * e-(t/RC) 然后將上式帶入(1)中得 V(t) = U + A * e-(t/RC) 連抄再請教，終于將這個方程解出來了。當V(t) = U時，表示電容充電過程完畢。這個時間跟R * C值有關。 |
(2) RC電路用作芯片復位電路
通過復位引腳對芯片(如STM32103)進行復位要滿足兩點[具體要求以芯片的手冊為準]：
復位引腳為低電平(電壓小于3.3V)
保持足夠長的時間(具體時間可查看其手冊)
Figure3. RC電路用于復位電路圖
[1]當3.3v電源加到圖示位置時，RC電路導通，nRST與地的電位差為電容與地的電位差。nRST與地的電位差只有電容充電完畢后才會達到3.3V，所以在電容的充電過程中，給芯片引腳的信號都是低電平。根據(jù)RC電路充電方程式V(t) = U + A * e-(t/RC)，只要合理的選擇好R跟C的值就可以保證充電時間大于芯片復位所要求的時間。查看e-(t/RC)的衰減曲線：
Figure4. A * e-(t/RC)衰減過程
盡管A應該是負值，但上圖可以表示其衰減過程?？梢钥吹剑攖 = 4RC時，整個表達式的值就已經(jīng)很接近于0。所以，只要電路中的4RC乘積大于芯片要求復位時間即可。考慮在電容充電過程中應盡量將U電壓分配到電阻R上，所以應將電阻R的值選得大一些。圖示中4RC = 4 * 10000 * 10^-5 s = 0.4s。這個比按鍵復位還有保障。
[2] 電路上電后即電容充電完畢后，若再想對芯片復位則只要按下P33即可，按下P33的過程中nRST接地。人按鍵的速度大于10ms(按鍵程序用10m s消抖動)，而一般芯片復位要求的時間都比較小，應該遠小于10ms。所以，按鍵復位能夠保證芯片的復位。
這就是常見的利用RC電路作為芯片復位的原理。分為上電復位和按鍵復位。還是擺脫不了微分方程的魔掌啊~
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