第十一章復位、時鐘和省電方式控制本章學習目標掌握單片機

1、1/75 第十一章第十一章復位、時鐘和省電方式控制復位、時鐘和省電方式控制本章學習目標本章學習目標掌握單片機的時鐘掌握單片機的時鐘掌握單片機的電源檢測與控制掌握單片機的電源檢測與控制2/75正確復位和合適的時鐘是單片機正常工作的基正確復位和合適的時鐘是單片機正常工作的基礎，而單片機的省電方式控制可以降低系統(tǒng)的礎，而單片機的省電方式控制可以降低系統(tǒng)的功耗，從而實現(xiàn)低功耗設計。功耗，從而實現(xiàn)低功耗設計。本章介紹本章介紹STC15F2K60S2單片機的復位、時鐘單片機的復位、時鐘配置方法和單片機的供電電源檢測和控制。配置方法和單片機的供電電源檢測和控制。 3/75復位就是單片機的初始化工作，復位后中

2、央處復位就是單片機的初始化工作，復位后中央處理器（理器（CPU）及單片機內的其他功能部件都處）及單片機內的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。作。 復位分為熱啟動復位和冷啟動復位兩種，它們復位分為熱啟動復位和冷啟動復位兩種，它們的區(qū)別如表的區(qū)別如表11-1所示。所示。11.1 復位4/75復位種類復位種類復位源復位源復位現(xiàn)象復位現(xiàn)象熱啟動復位熱啟動復位內部看門狗復位內部看門狗復位單片機直接從用戶程序區(qū)單片機直接從用戶程序區(qū)0000H處開始執(zhí)行用處開始執(zhí)行用戶程序戶程序通過控制通過控制RESET引腳產生的硬復位引腳產生的硬復位從用戶

3、程序區(qū)從用戶程序區(qū)0000H處開始直接執(zhí)行用戶程序處開始直接執(zhí)行用戶程序通過對通過對IAP_CONTR寄存器送入寄存器送入20H產生產生的軟復位的軟復位從用戶程序區(qū)從用戶程序區(qū)0000H處開始直接執(zhí)行用戶程序處開始直接執(zhí)行用戶程序通過對通過對IAP_CONTR寄存器送入寄存器送入60H產生產生的軟復位的軟復位從系統(tǒng)從系統(tǒng)ISP監(jiān)控程序區(qū)開始執(zhí)行程序，如果檢監(jiān)控程序區(qū)開始執(zhí)行程序，如果檢測不到合法的測不到合法的ISP下載命令流，將軟復位到用下載命令流，將軟復位到用戶程序區(qū)執(zhí)行用戶程序戶程序區(qū)執(zhí)行用戶程序冷啟動復位冷啟動復位系統(tǒng)停電后再上電引起的硬復位系統(tǒng)停電后再上電引起的硬復位從系統(tǒng)從系統(tǒng)ISP

4、監(jiān)控程序區(qū)開始執(zhí)行程序，如果檢監(jiān)控程序區(qū)開始執(zhí)行程序，如果檢測不到合法的測不到合法的ISP下載命令流，將軟復位到用下載命令流，將軟復位到用戶程序區(qū)執(zhí)行用戶程序戶程序區(qū)執(zhí)行用戶程序表表11-1 熱啟動復位和冷啟動復位熱啟動復位和冷啟動復位5/75STC15F2K60S2單片機有單片機有6種復位方式種復位方式外部外部RST引腳復位引腳復位軟件復位軟件復位掉電復位掉電復位/上電復位（并可選擇增加額外的復位上電復位（并可選擇增加額外的復位延時延時180ms，也叫，也叫MAX810專用復位電路，其專用復位電路，其實就是在上電復位后增加一個實就是在上電復位后增加一個180ms復位延時）復位延時）內部低電壓

5、檢測復位內部低電壓檢測復位MAX810專用復位電路復位專用復位電路復位看門狗復位看門狗復位6/751、外部、外部RST引腳復位引腳復位外部外部RST引腳復位就是從外部向引腳復位就是從外部向RST引腳施加一定寬引腳施加一定寬度的復位脈沖，從而實現(xiàn)單片機的復位。度的復位脈沖，從而實現(xiàn)單片機的復位。P5.4/RST引腳出廠時被配置為引腳出廠時被配置為I/O口，要將其配置為口，要將其配置為復位功能，可在使用復位功能，可在使用ISP下載程序時設置。下載程序時設置。如果如果P5.4/RST引腳已在引腳已在ISP燒錄程序時被設置為復位燒錄程序時被設置為復位腳，那腳，那P5.4/RST就是芯片復位的輸入腳。就

6、是芯片復位的輸入腳。將將RST復位腳拉高并維持至少復位腳拉高并維持至少24個時鐘加個時鐘加20us后，單后，單片機會進入復位狀態(tài)，將片機會進入復位狀態(tài)，將RST復位腳拉回低電平后，復位腳拉回低電平后，單片機結束復位狀態(tài)并從用戶程序區(qū)的單片機結束復位狀態(tài)并從用戶程序區(qū)的0000H處開始處開始正常工作。正常工作。7/752、軟件復位、軟件復位在系統(tǒng)運行過程中，有時會根據(jù)特殊需求，需在系統(tǒng)運行過程中，有時會根據(jù)特殊需求，需要實現(xiàn)單片機系統(tǒng)軟復位（熱啟動之一），傳要實現(xiàn)單片機系統(tǒng)軟復位（熱啟動之一），傳統(tǒng)的統(tǒng)的8051單片機由于硬件上未支持此功能，用單片機由于硬件上未支持此功能，用戶必須用軟件模擬實現(xiàn)

7、，實現(xiàn)起來較麻煩。戶必須用軟件模擬實現(xiàn)，實現(xiàn)起來較麻煩。STC15F2K60S2單片機利用單片機利用ISP/IAP控制寄存控制寄存器器IAP_CONTR（地址為（地址為C7H，復位值為，復位值為0000 x000B）實現(xiàn)了此功能。）實現(xiàn)了此功能。用戶只需簡單的控制用戶只需簡單的控制IAP_CONTR的其中兩位的其中兩位SWBS/SWRST就可以系統(tǒng)復位了。就可以系統(tǒng)復位了。8/75ISP/IAP控制寄存器控制寄存器IAP_CONTR的各位定義的各位定義如下：如下：1）SWBS軟件選擇從用戶應用程序區(qū)啟動（軟件選擇從用戶應用程序區(qū)啟動（0）從從 ISP程序區(qū)啟動（程序區(qū)啟動（1）要與要與SWRS

8、T配合才可以實現(xiàn)配合才可以實現(xiàn)位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱IAPENSWBSSWRSTCMD_FAIL-WT2WT1WT09/752）SWRST：產生軟件復位控制位。：產生軟件復位控制位。0：不操作：不操作1 ：產生軟件系統(tǒng)復位，硬件自動清：產生軟件系統(tǒng)復位，硬件自動清0要與要與SWRST配合才可以實現(xiàn)配合才可以實現(xiàn)位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱IAPENSWBSSWRSTCMD_FAIL-WT2WT1WT010/75下面的描述中，用戶應用程序區(qū)簡稱下面的描述中，用戶應用程序區(qū)簡稱AP區(qū)，區(qū)，系統(tǒng)系統(tǒng)ISP監(jiān)控程序區(qū)簡稱監(jiān)控程序區(qū)簡稱ISP區(qū)。區(qū)。例如，從例如，從AP

9、區(qū)軟件復位并切換到區(qū)軟件復位并切換到AP區(qū)開始執(zhí)行區(qū)開始執(zhí)行程序的程序的IAP_CONTR設置代碼為：設置代碼為：MOV IAP_CONTR,#00100000B;SWBS=0,SWRST=1(選擇選擇AP區(qū)軟復位區(qū)軟復位)從從ISP區(qū)軟件復位并切換到區(qū)軟件復位并切換到AP區(qū)開始執(zhí)行程序區(qū)開始執(zhí)行程序的的IAP_CONTR設置代碼為：設置代碼為：MOV IAP_CONTR,#00100000B;SWBS=0,SWRST=1(選擇選擇AP區(qū)軟復位區(qū)軟復位)11/75從從AP區(qū)軟件復位并切換到區(qū)軟件復位并切換到ISP區(qū)開始執(zhí)行程序區(qū)開始執(zhí)行程序的的IAP_CONTR設置代碼為：設置代碼為：MOV

10、IAP_CONTR,#01100000B;SWBS=1,SWRST=1(選擇選擇ISP區(qū)軟復位區(qū)軟復位)從從ISP區(qū)軟件復位并切換到區(qū)軟件復位并切換到ISP區(qū)開始執(zhí)行程序區(qū)開始執(zhí)行程序的的IAP_CONTR設置代碼為：設置代碼為：MOV IAP_CONTR,#01100000B;SWBS=1,SWRST=1(選擇選擇ISP區(qū)軟復位區(qū)軟復位)12/753）CMD_FAIL 如果送了如果送了ISP/IAP命令，并對命令，并對IAP_TRIG送送5AH/A5H觸發(fā)失敗，則為觸發(fā)失敗，則為1，需要由軟件清，需要由軟件清0。 位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱IAPENSWBSSWRSTCMD_

11、FAIL-WT2WT1WT013/753、掉電復位、掉電復位/上電復位上電復位當電源電壓當電源電壓VCC低于掉電復位低于掉電復位/上電復位檢測上電復位檢測門檻電壓時，所有的邏輯電路都會復位。門檻電壓時，所有的邏輯電路都會復位。當內部當內部VCC上升至上電復位檢測門檻電壓以上升至上電復位檢測門檻電壓以上后，延遲上后，延遲32768個時鐘，掉電復位個時鐘，掉電復位/上電復位上電復位結束。結束。14/754、MAX810專用復位電路復位專用復位電路復位STC15F2K60S2單片機內部集成了單片機內部集成了MAX810專專用復位電路。用復位電路。若若MAX810專用復位電路在專用復位電路在STC-I

12、SP編程器中編程器中被允許，則以后掉電復位被允許，則以后掉電復位/上電復位后將再產上電復位后將再產生約生約180ms復位延時，復位才能被解除。復位延時，復位才能被解除。15/755、內部低壓檢測復位、內部低壓檢測復位除 了 上 電 復 位 檢 測 門 檻 電 壓 外 ，除 了 上 電 復 位 檢 測 門 檻 電 壓 外 ，STC15F2K60S2單片機還有一組更可靠的內部單片機還有一組更可靠的內部低電壓檢測門檻電壓。低電壓檢測門檻電壓。當電源電壓當電源電壓VCC低于內部低電壓檢測（低于內部低電壓檢測（LVD）門檻電壓時，可產生復位（前提是在門檻電壓時，可產生復位（前提是在STC-ISP編程用戶

13、程序時，允許低電壓檢測復位，即將編程用戶程序時，允許低電壓檢測復位，即將低電壓檢測門檻電壓設置為復位門檻電壓）。低電壓檢測門檻電壓設置為復位門檻電壓）。16/75STC15F2K60S2單片機內置了單片機內置了8級可選的內部級可選的內部低電壓檢測門檻電壓。低電壓檢測門檻電壓。5V單片機的低電壓檢測門檻電壓3V單片機的低電壓檢測門檻電壓-402585-4025854.744.644.603.113.083.094.414.324.272.852.822.834.144.054.002.632.612.613.903.823.772.442.422.433.693.613.562.292.262.

14、263.513.433.382.142.122.123.363.283.232.012.002.003.213.143.091.901.891.89表表11-2 不同溫度下單片機的低電壓檢測門檻電壓（單位：不同溫度下單片機的低電壓檢測門檻電壓（單位：V）17/75例如，當用戶使用例如，當用戶使用5V單片機時，可以根據(jù)單單片機時，可以根據(jù)單片機的實際工頻率，在片機的實際工頻率，在STC-ISP編程中選擇表編程中選擇表11-2中所列出的低電壓檢測門檻電壓作為復位中所列出的低電壓檢測門檻電壓作為復位門檻電壓。門檻電壓。如：常溫下工作頻率是如：常溫下工作頻率是20MHz以上時，可以以上時，可以選擇選擇

15、4.32V電壓作為復位門檻電壓；常溫下工電壓作為復位門檻電壓；常溫下工作頻率是作頻率是12MHz以下時，可以選擇以下時，可以選擇3.82V電壓電壓作為復位門檻電壓。作為復位門檻電壓。 18/75復位門檻電壓的選擇如圖復位門檻電壓的選擇如圖11-1所示。所示。選擇復位門檻電壓圖11-1 復位門檻電壓的選擇19/75如果在如果在STC-ISP下載用戶應用程序時，不將低下載用戶應用程序時，不將低電壓檢測設置為低電壓檢測復位，則在用戶程電壓檢測設置為低電壓檢測復位，則在用戶程序中用戶可將低電壓檢測設置為低電壓檢測中序中用戶可將低電壓檢測設置為低電壓檢測中斷。當電源電壓斷。當電源電壓VCC低于內部低電壓

16、檢測低于內部低電壓檢測（LVD）門檻電壓時，低電壓檢測中斷請求標）門檻電壓時，低電壓檢測中斷請求標志位（志位（LVDF/PCON.5）就會被硬件置位。如）就會被硬件置位。如果果ELVD/IE.6（低電壓檢測中斷允許位）設置（低電壓檢測中斷允許位）設置為為1，低電壓檢測中斷請求標志位就能產生一，低電壓檢測中斷請求標志位就能產生一個低電壓檢測中斷。個低電壓檢測中斷。建議在電壓偏低時，不要操作建議在電壓偏低時，不要操作EEPROM/IAP，編程時直接選擇編程時直接選擇“低壓禁止低壓禁止IAP操作操作”。20/756、看門狗復位、看門狗復位（1）看門狗定時器復位）看門狗定時器復位在工業(yè)控制、汽車電子、

17、航空航天等需要高可在工業(yè)控制、汽車電子、航空航天等需要高可靠性的系統(tǒng)中，為了防止系統(tǒng)在異常情況下受靠性的系統(tǒng)中，為了防止系統(tǒng)在異常情況下受到干擾，到干擾，CPU程序跑飛，導致系統(tǒng)長時間異常程序跑飛，導致系統(tǒng)長時間異常工作，往往需要在系統(tǒng)中使用看門狗（工作，往往需要在系統(tǒng)中使用看門狗（Watch Dog）電路。）電路。21/75看門狗電路的基本作用就是監(jiān)視看門狗電路的基本作用就是監(jiān)視CPU的工作。的工作。如果如果CPU在規(guī)定的時間內沒有按要求訪問看門在規(guī)定的時間內沒有按要求訪問看門狗，就認為狗，就認為CPU處于異常狀態(tài)，看門狗就會強處于異常狀態(tài)，看門狗就會強迫迫CPU復位，使系統(tǒng)重新從頭開始按規(guī)

18、律執(zhí)行復位，使系統(tǒng)重新從頭開始按規(guī)律執(zhí)行用戶程序。用戶程序。正常工作時，單片機可以通過一個正常工作時，單片機可以通過一個I/O引腳定引腳定時向看門狗脈沖輸入端輸入脈沖（脈沖寬度只時向看門狗脈沖輸入端輸入脈沖（脈沖寬度只要不超出看門狗電路的溢出時間即可）。當系要不超出看門狗電路的溢出時間即可）。當系統(tǒng)死機時，單片機就會停止向看門狗脈沖輸入統(tǒng)死機時，單片機就會停止向看門狗脈沖輸入端輸入脈沖，超過一定時間后，看門狗電路就端輸入脈沖，超過一定時間后，看門狗電路就會發(fā)出復位信號，將系統(tǒng)復位，使系統(tǒng)恢復正會發(fā)出復位信號，將系統(tǒng)復位，使系統(tǒng)恢復正常工作。常工作。22/75STC15F2K60S2單片機內部集

19、成了看門狗定時單片機內部集成了看門狗定時器（器（Watch Dog Timer，WDT），使單片機系），使單片機系統(tǒng)可靠性設計變得更加方便、簡潔。統(tǒng)可靠性設計變得更加方便、簡潔。通 過 設 置 和 使 用通 過 設 置 和 使 用 W D T 控 制 寄 存 器控 制 寄 存 器WDT_CONTR（地址為（地址為C1H，復位值為，復位值為xx00 0000B）來使用看門狗功能。）來使用看門狗功能。 位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱WDT_FLAG-EN_WDTCLR_WDTIDLE_WDTPS2PS1PS023/751）WDT_FLAG：看門狗溢出標志位，溢出時：看門狗溢出標志位，溢

20、出時該位由硬件置該位由硬件置1可用軟件將其清可用軟件將其清0 位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱WDT_FLAG-EN_WDTCLR_WDTIDLE_WDTPS2PS1PS024/752）EN_WDT：看門狗允許位該位：看門狗允許位該位當設置為當設置為“1”時，看門狗啟動。時，看門狗啟動。3）CLR_WDT：看門狗清零位：看門狗清零位 當設為當設為“1”時，看門狗將重新計數(shù)。時，看門狗將重新計數(shù)。硬件將自動清硬件將自動清0此位。此位。位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱WDT_FLAG-EN_WDTCLR_WDTIDLE_WDTPS2PS1PS025/754）

21、IDLE_WDT：看門狗：看門狗“IDLE”模式（即空閑模式（即空閑模式）位模式）位當設置為當設置為“1”時，時，WDT在在“空閑模式空閑模式”計數(shù)；計數(shù)；當清當清0該位時，該位時，WDT在在“空閑模式空閑模式”時不計數(shù)。時不計數(shù)。5）PS2、PS1、PS0：WDT預分頻系數(shù)控制位。預分頻系數(shù)控制位。位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱WDT_FLAG-EN_WDTCLR_WDTIDLE_WDTPS2PS1PS026/75WDT溢出時間的計算方法：溢出時間的計算方法：WDT的溢出時間的溢出時間 =（12 預分頻系數(shù)預分頻系數(shù) 32768 ) / 時鐘頻率時鐘頻率例如，時鐘為例如

22、，時鐘為12MHz時時WDT的溢出時間的溢出時間=（12 預分頻系數(shù)預分頻系數(shù) 32768) / 12000000 = 預分頻系數(shù)預分頻系數(shù) 393216 / 1200000027/75常見的預分頻系數(shù)設置和常見的預分頻系數(shù)設置和WDT溢出時間如表溢出時間如表11-3所示。所示。圖10-6 LED動態(tài)顯示接口電路 PS2PS1PS0預分頻系數(shù)WDT溢出時間 (20MHz)WDT溢出時間 (12MHz)WDT溢出時間 (11.0592MHz)000239.3ms65.5ms71.1ms001478.6 ms131.0 ms142.2 ms0108157.3 ms262.1 ms284.4 ms0

23、1116314.6 ms524.2 ms568.8 ms10032629.1 ms1.0485s1.1377s101641.25s2.0971s2.2755s1101282.5s4.1943s4.5511s1112565s8.3886s9.1022s表表11-3 WDT的預分頻和溢出時間的預分頻和溢出時間28/75使用使用ISP編程用戶程序時，可以對看門狗進行編程用戶程序時，可以對看門狗進行設置，如圖設置，如圖11-2所示。所示?？撮T狗功能設置區(qū)圖11-2 看門狗設置29/75當啟用當啟用WDT后，用戶程序必須周期性的復位后，用戶程序必須周期性的復位WDT，以證明程序正常運行。，以證明程序正常

24、運行。如果用戶程序在一段時間之后不能復位如果用戶程序在一段時間之后不能復位WDT，WDT就會溢出，將強制就會溢出，將強制CPU自動復位，從而自動復位，從而確保程序不會進入死循環(huán)，或者執(zhí)行到無程序確保程序不會進入死循環(huán)，或者執(zhí)行到無程序代碼區(qū)。代碼區(qū)。復位復位WDT的方法是重寫的方法是重寫WDT控制寄存器的內控制寄存器的內容。容。30/75（2）看門狗定時器的使用）看門狗定時器的使用WDT的使用主要涉及的使用主要涉及WDT控制寄存器的設置控制寄存器的設置以及以及WDT的定期復位。的定期復位。使用使用WDT的匯編語言程序如下：的匯編語言程序如下：31/75$INCLUDE (STC15.INC)

25、;包含包含STC15F2K60S2單片機寄存器定義文件單片機寄存器定義文件ORG 0000HLJMP Initial ;其他入口定義其他入口定義ORG 0060HInitial:MOV WDT_CONTR,#00111100B ;WDT控制寄存器初始化控制寄存器初始化;EN_WDT=1,CLR_WDT=1,IDLE_WDT=1,PS2=1,PS1=0,PS0=0 ;其他初始化代碼其他初始化代碼Main_Loop: LCALL Display ;調用顯示子程序調用顯示子程序LCALL Keyboard ;調用鍵盤掃描子程序調用鍵盤掃描子程序 ;其他程序代碼其他程序代碼MOV WDT_CONTR,

26、#00111100B ;復位復位WDT ;其他代碼其他代碼LJMP Main_Loop32/75使用使用WDT的的C語言程序如下：語言程序如下：#include “stc15.h”void main(void) /其他初始化代碼其他初始化代碼 WDT_CONTR=0 x3c;/EN_WDT=1,CLR_WDT=1,IDLE_WDT= 1,PS2=1,PS1=0,PS0=0 while(1) display(); keyboard(); /其他代碼其他代碼 WDT_CONTR=0 x3c; /復位復位WDT 33/7511.2 單片機的時鐘單片機的時鐘一、時鐘源選擇一、時鐘源選擇 STC15F2

27、K60S2單片機除了可以使用傳統(tǒng)的外單片機除了可以使用傳統(tǒng)的外部時鐘外，還可以選擇內部部時鐘外，還可以選擇內部R/C振蕩器時鐘源振蕩器時鐘源（內部時鐘）。（內部時鐘）。出廠標準配置是使用芯片內部的出廠標準配置是使用芯片內部的R/C振蕩器。振蕩器。振蕩頻率可選，振蕩頻率可選，-4085時的溫飄時的溫飄1%，常溫下溫飄可達常溫下溫飄可達5。如果使用內部時鐘，則。如果使用內部時鐘，則可以省掉外部晶振?？梢允〉敉獠烤д?。34/75在下載用戶程序時，可以在硬件選項中選中調節(jié)頻率，然在下載用戶程序時，可以在硬件選項中選中調節(jié)頻率，然后在后在“選擇選擇/輸入頻率輸入頻率”下拉框中選擇內部下拉框中選擇內部R/

28、C振蕩時鐘頻振蕩時鐘頻率，如圖率，如圖11-3所示。所示。選擇內部R/C振蕩時鐘頻率圖11-3 選擇時鐘源35/75二、內部時鐘分頻和分頻寄存器二、內部時鐘分頻和分頻寄存器 如果希望降低系統(tǒng)功耗，可對內部時鐘進行分如果希望降低系統(tǒng)功耗，可對內部時鐘進行分頻 。 利 用 時 鐘 分 頻 控 制 寄 存 器頻 。 利 用 時 鐘 分 頻 控 制 寄 存 器CLK_DIV(PCON2) 可進行主時鐘分頻，從而可進行主時鐘分頻，從而降低單片機工作時鐘頻率，降低功耗，降低降低單片機工作時鐘頻率，降低功耗，降低EMI。 36/75時鐘分頻寄存器時鐘分頻寄存器CLK_DIV (也稱為也稱為PCON2，地址為

29、地址為97H，復位值為，復位值為0000 x000B)各位的定義各位的定義如下：如下：位號位號00D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱MCKO_S1MCKO_S0ADRJTx_Rx-CLKS2CLKS1CLKS037/75其中其中CLKS2、CLKS1和和CLKS0用于設置分頻用于設置分頻系數(shù)，如表系數(shù)，如表11-4所示。所示。位號位號00D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱MCKO_S1MCKO_S0ADRJTx_Rx-CLKS2CLKS1CLKS0CLKS2CLKS1CLKS0分頻后CPU的實際工作時鐘（稱為系統(tǒng)時鐘）000主時鐘頻率/1，不分頻001主時鐘頻率/2010主

30、時鐘頻率/4011主時鐘頻率/8100主時鐘頻率/16101主時鐘頻率/32110主時鐘頻率/64111主時鐘頻率/128表11-4 分頻系數(shù)選擇38/75STC15F2K60S2單片機的時鐘結構如圖單片機的時鐘結構如圖11-4所所示。示。圖11-4 STC15F2K60S2單片機的時鐘結構39/7511.3 單片機的電源檢測與控制單片機的電源檢測與控制一、單片機的低電壓檢測一、單片機的低電壓檢測 1、低電壓檢測相關的寄存器、低電壓檢測相關的寄存器電源控制寄存器電源控制寄存器PCON的的LVDF（PCON.5）位是低電）位是低電壓檢測標志位，同時也是低電壓檢測中斷請求標志位。壓檢測標志位，同時

31、也是低電壓檢測中斷請求標志位。在正常工作和空閑工作狀態(tài)時在正常工作和空閑工作狀態(tài)時，如果內部工作電壓，如果內部工作電壓Vcc低于低電壓檢測門檻電壓，該位自動置低于低電壓檢測門檻電壓，該位自動置1，與低電，與低電壓檢測中斷是否被允許無關。即在內部工作電壓壓檢測中斷是否被允許無關。即在內部工作電壓Vcc低于低電壓檢測門檻電壓時，不管有沒有允許低電壓低于低電壓檢測門檻電壓時，不管有沒有允許低電壓檢測中斷，該位都自動為檢測中斷，該位都自動為1。該位要用軟件清。該位要用軟件清0，清，清0后，如果內部工作電壓后，如果內部工作電壓Vcc繼續(xù)低于低電壓檢測門檻繼續(xù)低于低電壓檢測門檻電壓，該位又被自動設置為電壓

32、，該位又被自動設置為1。40/75在進入掉電工作狀態(tài)前在進入掉電工作狀態(tài)前，如果低電壓檢測電路，如果低電壓檢測電路未被允許可產生中斷，則在進入掉電模式后，未被允許可產生中斷，則在進入掉電模式后，該低電壓檢測電路不工作以降低功耗。如果被該低電壓檢測電路不工作以降低功耗。如果被允許可產生低電壓檢測中斷，則在進入掉電模允許可產生低電壓檢測中斷，則在進入掉電模式后，該低電壓檢測電路繼續(xù)工作，在內部工式后，該低電壓檢測電路繼續(xù)工作，在內部工作電壓作電壓Vcc低于低電壓檢測門檻電壓后，產生低于低電壓檢測門檻電壓后，產生低電壓檢測中斷，可將低電壓檢測中斷，可將MCU從掉電狀態(tài)喚醒。從掉電狀態(tài)喚醒。41/75

33、中斷控制允許位是中斷控制允許位是EA和和ELVD，ELVD是低電是低電壓檢測中斷允許位。壓檢測中斷允許位。ELVD = 0時，禁止低電壓檢測中斷；時，禁止低電壓檢測中斷；ELVD = 1時，允許低電壓檢測中斷。時，允許低電壓檢測中斷。中斷優(yōu)先級控制位是中斷優(yōu)先級控制位是PLVD，具有兩級中斷優(yōu)，具有兩級中斷優(yōu)先級。先級。中斷請求標志位是中斷請求標志位是LVDF，要由軟件清，要由軟件清0。如果要求在掉電模式下外部低壓檢測中斷繼續(xù)如果要求在掉電模式下外部低壓檢測中斷繼續(xù)工作，可將工作，可將CPU從掉電模式喚醒，則應將外部從掉電模式喚醒，則應將外部中斷使能和時鐘輸出寄存器中斷使能和時鐘輸出寄存器IN

34、T_CLKO的的LVD_WAKE （INT_CLKO.3）位設置為）位設置為1。42/752、低電壓檢測的應用、低電壓檢測的應用下面以一個具體實例，說明外部低電壓檢測功能的應下面以一個具體實例，說明外部低電壓檢測功能的應用。用?！纠?1-1】編程實現(xiàn)外部低電壓檢測功能的應用。編程實現(xiàn)外部低電壓檢測功能的應用。解：解：CPU可以用查詢方式查詢可以用查詢方式查詢LVDF標志位，推薦使用標志位，推薦使用中斷方式。在中斷服務程序中，將中斷方式。在中斷服務程序中，將LVDF 位清位清0，再，再讀讀LVDF位。如果為位。如果為0，則認為是電源抖動，如果為，則認為是電源抖動，如果為1，則認為電源掉電，立即

35、進行保存現(xiàn)場數(shù)據(jù)的工作。保則認為電源掉電，立即進行保存現(xiàn)場數(shù)據(jù)的工作。保存現(xiàn)場完成后，再將存現(xiàn)場完成后，再將LVDF位清位清0，再讀，再讀LVDF位的值。位的值。如果為如果為0，則認為電源系統(tǒng)恢復正常，此時，則認為電源系統(tǒng)恢復正常，此時CPU可恢可恢復正常工作，如果為復正常工作，如果為1，繼續(xù)將，繼續(xù)將LVDF位清位清0，再讀，再讀LVDF的值，用此方法，等到電源恢復正常，或電源的值，用此方法，等到電源恢復正常，或電源徹底掉電，徹底掉電，CPU進入復位狀態(tài)。進入復位狀態(tài)。43/75下面用查詢方式演示外部低電壓檢測功能的應下面用查詢方式演示外部低電壓檢測功能的應用（各個口線對應的發(fā)光二極管在該口

36、線為低用（各個口線對應的發(fā)光二極管在該口線為低電平時亮）。中斷方式的使用方法，請讀者自電平時亮）。中斷方式的使用方法，請讀者自行設計。行設計。$INCLUDE (STC15.INC) ;包含包含STC15F2K60S2單片機寄存器定義文件單片機寄存器定義文件RUN_LEDEQUP1.0;程序工作指示燈程序工作指示燈ERROR_LEDEQUP1.1;出錯指示燈出錯指示燈Hi_Volt_LEDEQUP1.2;正常電壓指示燈正常電壓指示燈POWER_ON_LEDEQUP1.3;電源上電指示燈電源上電指示燈LOW_Volt_LEDEQUP1.4;低電壓指示燈低電壓指示燈44/75ORG 0000HLJ

37、MP MAINORG 0100HMAIN:MOV SP, #70H ;堆棧指針指向堆棧指針指向 70H 單元單元SETBRUN_LED;演示程序開始工作演示程序開始工作LCALL Delay ;延時延時CLR RUN_LED;演示程序開始工作演示程序開始工作LCALL Delay ;延時延時SETBRUN_LEDMAIN1:MOV A,PCONJBC ACC.5,POWER_ON_1CLR ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LEDERROR:LJMP ERROR45/75POWER_ON_1:SETB ERROR_L

38、EDCLR POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LEDLCALL Delay ;延時延時Continue_Read:MOV A,#11011111BANL PCON, ANOPMOV A,PCONJBC ACC.5,Low_VoltageHigh_Voltage:SETB ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDCLR Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LEDLJMP Continue_Read46/75Low_Voltage:SETB ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LE

39、DCLR LOW_Volt_LEDLJMP Continue_ReadDelay: CLR A MOV R0, A MOV R1, A MOV R2, #30HDelay_Loop: DJNZ R0, Delay_Loop DJNZ R1, Delay_Loop DJNZ R2, Delay_Loop RET END47/75二、二、省電方式省電方式 STC15F2K60S2單片機可以運行單片機可以運行3種省電模式種省電模式以降低功耗以降低功耗低速模式低速模式空閑模式空閑模式掉電模式掉電模式正常工作模式下，正常工作模式下，STC15F2K60S2單片機的典型單片機的典型功耗是功耗是2.7mA7

40、mA，而掉電模式下的典型功耗，而掉電模式下的典型功耗0.1uA，空閑模式下的典型功耗是，空閑模式下的典型功耗是1.8mA。48/751、省電方式的控制、省電方式的控制低 速 模 式 由 時 鐘 分 頻 器低 速 模 式 由 時 鐘 分 頻 器 C L K _ D I V（PCON2）控制，而空閑模式和掉電模）控制，而空閑模式和掉電模式的進入由電源控制寄存器式的進入由電源控制寄存器PCON的相的相應位控制。應位控制。 49/75PCON（地址為（地址為87H，復位值為，復位值為30H）寄存器）寄存器的各位定義如下：的各位定義如下：位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱SMODSMOD0LVD

41、FPOFGF1GF0PDIDL50/751）LVDF：低電壓檢測標志位，同時也是低電：低電壓檢測標志位，同時也是低電壓檢測中斷請求標志位。壓檢測中斷請求標志位。2）POF：上電復位標志位，單片機停電后，上：上電復位標志位，單片機停電后，上電復位標志位為電復位標志位為1，可由軟件清，可由軟件清0。位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱SMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL51/75在實際應用中，該位可用來判斷單片機復位是在實際應用中，該位可用來判斷單片機復位是上電復位上電復位 （冷啟動），還是外部復位腳輸入（冷啟動），還是外部復位腳輸入復位信號產生的復位，還是內部看

42、門狗復位，復位信號產生的復位，還是內部看門狗復位，或者是軟件復位或其他復位。用戶可以在初始或者是軟件復位或其他復位。用戶可以在初始化程序中判斷化程序中判斷POF位是否為位是否為1，并對不同情況，并對不同情況進行不同的處理。判斷方法如圖進行不同的處理。判斷方法如圖11-5所示。所示。冷啟動（上電復位）外部手動復位或看門狗復位，或軟件復位，或其他復位YNPOF=1？將POF清零圖圖11-5 判斷復位種類流程圖判斷復位種類流程圖52/753）PD：將其置：將其置1時，單片機將進入掉電模式。時，單片機將進入掉電模式。掉電模式也叫停機模式，此時的典型功耗為掉電模式也叫停機模式，此時的典型功耗為2A。進入

43、掉電模式后，內部時鐘停振，進入掉電模式后，內部時鐘停振，CPU、定時器、看、定時器、看門狗、門狗、A/D轉換、串行口全部停止工作，只有外部中斷轉換、串行口全部停止工作，只有外部中斷繼續(xù)工作。如果低電壓檢測電路被允許產生中斷，則繼續(xù)工作。如果低電壓檢測電路被允許產生中斷，則低電壓檢測電路也可繼續(xù)工作，否則將停止工作。低電壓檢測電路也可繼續(xù)工作，否則將停止工作。進入掉電模式后，所有的進入掉電模式后，所有的I/O口、特殊功能寄存器維持口、特殊功能寄存器維持進入掉電模式前那一刻的狀態(tài)不變。進入掉電模式前那一刻的狀態(tài)不變。 位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱SMODSMOD0LVDFP

44、OFGF1GF0PDIDL53/75進入掉電模式的單片機可由外部中斷喚醒。進入掉電模式的單片機可由外部中斷喚醒?？蓪⒖蓪PU從掉電模式喚醒的資源有：從掉電模式喚醒的資源有：INT0/P3.2，INT1/P3.3，INT2/P3.6、/INT3/P3.7、/INT4/P3.0，CCP0/CCP1/CCP2，RxD/RxD2，T0/T1/T2和內部低功耗掉電喚醒專用定時器。和內部低功耗掉電喚醒專用定時器。STC15F2K60S2單片機進入停機模式單片機進入停機模式/掉電模式掉電模式后，除了可以通過外部中斷源進行喚醒外，使后，除了可以通過外部中斷源進行喚醒外，使用掉電喚醒專用定時器，也可以將進入掉

45、電模用掉電喚醒專用定時器，也可以將進入掉電模式后的單片機喚醒，使其恢復到正常工作狀態(tài)。式后的單片機喚醒，使其恢復到正常工作狀態(tài)。54/75掉 電 喚 醒 專 用 定 時 器 由 特 殊 功 能 寄 存 器掉 電 喚 醒 專 用 定 時 器 由 特 殊 功 能 寄 存 器WKTCH和和WKTCL進行管理和控制。進行管理和控制。WKTCL（地址為（地址為AAH，復位值為，復位值為00H）各位）各位的定義如下：的定義如下：WKTCH（地址為（地址為ABH，復位值為，復位值為00H）各位）各位的定義如下：的定義如下：位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱W

46、KTEN55/75掉電喚醒專用定時器是一個掉電喚醒專用定時器是一個15位定時器，位定時器，WKTCH6:0，WKTCL7:0構成最長構成最長15位位計數(shù)值（計數(shù)值（32768），定時從），定時從0開始計數(shù)。開始計數(shù)。WKTEN：掉電喚醒專用定時器的使能控制位。：掉電喚醒專用定時器的使能控制位。1：允許掉電喚醒專用定時器工作；：允許掉電喚醒專用定時器工作；0：禁止掉電喚醒專用定時器工作。：禁止掉電喚醒專用定時器工作。56/75通過軟件將通過軟件將WKTCH寄存器中的寄存器中的WKTEN位置位置1，允許掉電喚醒專用定時器工作后，當，允許掉電喚醒專用定時器工作后，當MCU一旦進入掉電模式，掉電喚醒專

47、用定時一旦進入掉電模式，掉電喚醒專用定時器就開始計數(shù)，直到計數(shù)到與器就開始計數(shù)，直到計數(shù)到與WKTCH6:0，WKTCL7:0寄存器所設定的計數(shù)值相等后寄存器所設定的計數(shù)值相等后就 啟 動 系 統(tǒng) 振 蕩 器 ，就 啟 動 系 統(tǒng) 振 蕩 器 ， M C U 等 待等 待32768/16384/8192/4096個時鐘（由用戶在個時鐘（由用戶在ISP燒錄程序時自行設置）后，燒錄程序時自行設置）后，MCU認為此時系認為此時系統(tǒng)時鐘從開始起振的不穩(wěn)定狀態(tài)已經過渡到穩(wěn)統(tǒng)時鐘從開始起振的不穩(wěn)定狀態(tài)已經過渡到穩(wěn)定狀態(tài)，才將時鐘供給定狀態(tài)，才將時鐘供給CPU，CPU獲得時鐘后，獲得時鐘后，程序從上次掉電的

48、地方繼續(xù)往下執(zhí)行。程序從上次掉電的地方繼續(xù)往下執(zhí)行。57/75電喚醒專用定時器計數(shù)一次的時間約為電喚醒專用定時器計數(shù)一次的時間約為488s，當然存在一定的誤差。掉電喚醒專用定時器的當然存在一定的誤差。掉電喚醒專用定時器的計數(shù)時間為：計數(shù)時間為：488sWKTCH6:0，WKTCL7:0寄存器所設定的計數(shù)值寄存器所設定的計數(shù)值因此，掉電喚醒專用定時器最小計數(shù)時間約為因此，掉電喚醒專用定時器最小計數(shù)時間約為488s掉電喚醒專用定時器最長計數(shù)時間約為掉電喚醒專用定時器最長計數(shù)時間約為 488s 32768=15.99s58/75利用掉電喚醒專用定時器喚醒單片機時，只需利用掉電喚醒專用定時器喚醒單片機

49、時，只需在程序的初始化部分設置在程序的初始化部分設置WKTCL和和WKTCH即可，在即可，在WKTCH6:0，WKTCL7:0設置設置計數(shù)值，注意將計數(shù)值，注意將WKTCH的最高位置的最高位置1，以允，以允許掉電喚醒專用定時器工作。許掉電喚醒專用定時器工作。59/75STC15F2K60S2單片機除增加了特殊功能寄存器單片機除增加了特殊功能寄存器WKTCL和和WKTCH以外，還設計了以外，還設計了2個隱藏的特殊個隱藏的特殊功能寄存器功能寄存器SL_WKTCL和和SL_WKTCH來控制內部掉來控制內部掉電喚醒專用定時器。電喚醒專用定時器。SL_WKTCL與與WKTCL共用同一個地址共用同一個地址

50、SL_WKTCH與與WKTCH共用同一個地址共用同一個地址SL_WKTCL和和SL_WKTCH是隱藏的，對用戶不可見。是隱藏的，對用戶不可見。用戶對用戶對WKTCL和和WKTCH寫入的內容同時也會寫入寫入的內容同時也會寫入SL_WKTCL和和SL_WKTCH中。當外部中斷提前將單中。當外部中斷提前將單片機從停機模式喚醒時，通過讀片機從停機模式喚醒時，通過讀WKTCL和和WKTCH的的內容內容(實際是讀實際是讀SL_WKTCL和和SL_WKTCH中的內容中的內容)，可以讀出單片機在停機模式可以讀出單片機在停機模式/掉電模式等待的時間。掉電模式等待的時間。60/754)IDL：將其置：將其置1時，

51、單片機將進入空閑模式（即時，單片機將進入空閑模式（即IDLE模式）模式）在空閑模式下，僅在空閑模式下，僅CPU無時鐘，停止工作。外部中斷、無時鐘，停止工作。外部中斷、內部低電壓檢測電路、定時器、內部低電壓檢測電路、定時器、A/D轉換等其余模塊仍轉換等其余模塊仍正常運行。正常運行。而看門狗在空閑模式下是否工作取決于其自身有一個而看門狗在空閑模式下是否工作取決于其自身有一個“IDLE”模式位：模式位：IDLE_WDT(WDT_CONTR.3)。當。當IDLE_WDT位被設置為位被設置為“1”時，看門狗定時器在時，看門狗定時器在“空空閑模式閑模式”計數(shù)，即正常工作。當計數(shù)，即正常工作。當IDLE_W

52、DT位被清位被清“0”時，看門狗定時器在時，看門狗定時器在“空閑模式空閑模式”時不計數(shù)，即停止工時不計數(shù)，即停止工作。作。位號位號D7D6D5D4D3D2D1D0位名稱位名稱SMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL61/75在空閑模式下在空閑模式下，RAM、堆棧指針（、堆棧指針（SP）、程）、程序計數(shù)器（序計數(shù)器（PC）、程序狀態(tài)字（）、程序狀態(tài)字（PSW）、累）、累加器（加器（A）等寄存器都保持原有數(shù)據(jù)。）等寄存器都保持原有數(shù)據(jù)。I/O口?？诒３种臻e模式被激活前那一刻的邏輯狀態(tài)。空持著空閑模式被激活前那一刻的邏輯狀態(tài)。空閑模式下單片機的所有外圍設備都能正常運行閑模式下單片機的

53、所有外圍設備都能正常運行（除（除CPU無時鐘不工作外）。無時鐘不工作外）。當任何一個中斷產生時，它們都可以將單片機當任何一個中斷產生時，它們都可以將單片機喚醒，單片機被喚醒后，喚醒，單片機被喚醒后，CPU將繼續(xù)執(zhí)行進入將繼續(xù)執(zhí)行進入空閑模式語句的下一條指令。空閑模式語句的下一條指令。62/75有兩種方式可以退出空閑模式有兩種方式可以退出空閑模式外部中斷、定時器中斷、低電壓檢測中斷以及外部中斷、定時器中斷、低電壓檢測中斷以及A/D轉換中斷中的任何一個中斷的產生都會引轉換中斷中的任何一個中斷的產生都會引起起IDL/PCON.0被硬件清除，從而退出空閑模被硬件清除，從而退出空閑模式。式。外部外部RS

54、T引腳復位，將復位腳拉高，產生復位。引腳復位，將復位腳拉高，產生復位。這種拉高復位引腳來產生復位的信號源需要被這種拉高復位引腳來產生復位的信號源需要被保持保持24個時鐘加上個時鐘加上20us，才能產生復位，再將，才能產生復位，再將RST引腳拉低，結束復位，單片機從用戶程序引腳拉低，結束復位，單片機從用戶程序的的0000H處開始正常工作。處開始正常工作。63/755)GF1和和GF0是通用用戶標志是通用用戶標志1和和0，用戶可以任，用戶可以任意使用。意使用。6)SMOD和和SMOD0：與電源控制無關，與串口：與電源控制無關，與串口有關，在此不作介紹。有關，在此不作介紹。位號位號D7D6D5D4D

55、3D2D1D0位名稱位名稱SMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL64/752、省電方式的應用、省電方式的應用省電方式的應用主要涉及到省電方式的進入省電方式的應用主要涉及到省電方式的進入（設置（設置PCON）和省電方式的退出（喚醒）兩）和省電方式的退出（喚醒）兩個方面。下面舉例說明程序的設計方法。個方面。下面舉例說明程序的設計方法。【例例11-2】 設計程序，利用外部中斷實現(xiàn)單片設計程序，利用外部中斷實現(xiàn)單片機從掉電模式喚醒。機從掉電模式喚醒。65/75#include “stc15.h”#include “intrins.h”sbit Begin_Led = P12; /系統(tǒng)開

56、始工作指示燈系統(tǒng)開始工作指示燈 unsigned char Is_Power_Down=0; /判斷是否進入掉電模式標志判斷是否進入掉電模式標志sbit Is_Power_Down_Led_INT0=P17;/掉電喚醒指示，在掉電喚醒指示，在INT0中中sbit Not_Power_Down_Led_INT0=P16;/非掉電喚醒指示，在非掉電喚醒指示，在INT0中中sbit Is_Power_Down_Led_INT1=P15;/掉電喚醒指示，在掉電喚醒指示，在INT1中中sbit Not_Power_Down_Led_INT1=P14;/非掉電喚醒指示，在非掉電喚醒指示，在INT1中中sb

57、it Power_Down_Wakeup_Pin_INT0 = P32; /掉電喚醒管腳，掉電喚醒管腳，INT0sbit Power_Down_Wakeup_Pin_INT1 = P33; /掉電喚醒管腳，掉電喚醒管腳，INT1sbit Normal_Work_Flashing_Led= P13; /正常工作狀態(tài)指示燈正常工作狀態(tài)指示燈void Normal_Work_Flashing(void); void INT_System_init(void); 66/75void main(void) unsigned char j=0; unsigned char wakeup_counter =

58、 0;/中斷喚醒次數(shù)變量初始為中斷喚醒次數(shù)變量初始為0 Begin_Led = 0; /系統(tǒng)開始工作指示燈系統(tǒng)開始工作指示燈 INT_System_init(); /中斷系統(tǒng)初始化中斷系統(tǒng)初始化 while(1) P2 = wakeup_counter; /中斷喚醒次數(shù)顯示中斷喚醒次數(shù)顯示,先將先將wakeup_counter取反取反 wakeup_counter+; /中斷喚醒次數(shù)修正中斷喚醒次數(shù)修正 for(j=0;j2;j+) Normal_Work_Flashing(); /系統(tǒng)正常工作指示燈系統(tǒng)正常工作指示燈 Is_Power_Down = 1; /進入掉電模式之前，將其置進入掉電模

59、式之前，將其置1，以供判斷，以供判斷 PCON=0 x02;/執(zhí)行完此句，單片機進入掉電模式，外部時鐘停止振蕩執(zhí)行完此句，單片機進入掉電模式，外部時鐘停止振蕩 _nop_(); /外部中斷喚醒后，先執(zhí)行該語句，然后進入中斷服務程序外部中斷喚醒后，先執(zhí)行該語句，然后進入中斷服務程序 _nop_(); /建議多加幾個空操作指令建議多加幾個空操作指令NOP，以便觀察，以便觀察 圖10-16 單片機從CH451獲得按鍵代碼的過程67/75void INT_System_init(void)/中斷系統(tǒng)初始化中斷系統(tǒng)初始化 IT0 = 0; /外部中斷外部中斷0，上升沿和下降沿都可觸發(fā)中斷，上升沿和下降沿

60、都可觸發(fā)中斷 EX0 = 1; /允許外部中斷允許外部中斷0 中斷中斷 IT1 = 1; /外部中斷外部中斷 1，下降沿觸發(fā)中斷，下降沿觸發(fā)中斷 EX1 = 1; /允許外部中斷允許外部中斷1中斷中斷 EA = 1; /開總中斷控制位開總中斷控制位 68/75void INT0_ISR(void) interrupt 0 /外部中斷外部中斷0服務程序服務程序 if(Is_Power_Down) /判斷掉電喚醒標志判斷掉電喚醒標志 Is_Power_Down = 0; Is_Power_Down_Led_INT0=0;/點亮外部中斷點亮外部中斷0掉電喚醒指示燈掉電喚醒指示燈 while(Powe