新編單片機(jī)原理與應(yīng)用(潘永雄)80C51內(nèi)核增強(qiáng)型單片機(jī)芯片

第5章80C51內(nèi)核增強(qiáng)型單片機(jī)芯片5.189C51RX系列單片機(jī)概述5.2P89C51RX引腳功能5.3P89C51RX系列片內(nèi)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)5.4可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA及應(yīng)用5.589C51RX系列中斷控制系統(tǒng)5.6硬件看門狗5.7P89C6XX2系列*5.8P89C66X系列簡(jiǎn)介5.189C51RX系列單片機(jī)概述1.Philips公司第一代P89C51RXXH系列芯片1999年3月，Philips公司先后推出了以增強(qiáng)型MCS-51CPU作為內(nèi)核的新一代8位單片機(jī)芯片P89C51RC+H、P89C51RD+H、P89C51RA+H、P89C51RB+H、P89C51RA2H、P89C51RB2H、P89C51RC2H、P89C51RD2H等(統(tǒng)稱為第一代P89C51RX系列芯片，彼此之間只是片內(nèi)存儲(chǔ)器種類、容量以及編程電壓不同)。P89C51RX系列具有如下特點(diǎn)：(1)采用增強(qiáng)型MCS-51內(nèi)核，硬件資源、封裝形式及引腳排列、指令系統(tǒng)與增強(qiáng)型80C51芯片保持100%兼容，即P89C51RX系列完全可以替換具有相同封裝形式的8XC5X、8XC5XX2系列芯片。(2)擴(kuò)充了片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器容量，在89C51RX內(nèi)部，除了256字節(jié)的內(nèi)部RAM外，還集成了256～768字節(jié)的內(nèi)部擴(kuò)展RAM(簡(jiǎn)稱ERAM)。(3)集成了與Intel8XC51FX系列完全兼容的5模塊可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA。(4)可以使用與MCS-51相同的每機(jī)器周期12個(gè)時(shí)鐘模式(在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘模式下，晶振頻率為0～33MHz)，也可以采用每機(jī)器周期6時(shí)鐘模式(晶振頻率為0～20MHz，指令執(zhí)行時(shí)間快一倍)。(5)提供了硬件看門狗計(jì)數(shù)器WDT。(6)具有7個(gè)中斷源(4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí))。2.Philips公司第二代P89C51RX系列芯片2002年5月，Philips公司推出了第二代P89C51RX系列芯片，主要特征是器件型號(hào)中沒(méi)有字母“H〞，與第一代P89C51RX系列芯片相比，做了如下改進(jìn)：(1)第一代P89C51RX芯片時(shí)鐘模式配置位FX2的記錄載體為OTPROM，缺省時(shí)為6時(shí)鐘模式，可編程為12時(shí)鐘模式，但編程后不能再使用6時(shí)鐘模式；而第二代P89C51RX系列芯片時(shí)鐘模式配置位FX2的記錄載體為FlashROM，缺省時(shí)為12時(shí)鐘模式，可編程為6時(shí)鐘模式，可通過(guò)并行編程方式擦除，恢復(fù)為12時(shí)鐘模式。(2)增加了時(shí)鐘模式選擇特殊功能存放器CKCON。即當(dāng)FX2位處于擦除或未編程狀態(tài)(即FX2位為1)時(shí)，可通過(guò)軟件修改CKCON的X2位選擇系統(tǒng)時(shí)鐘模式(但值得注意的是，位于FlashROM保密字節(jié)內(nèi)的系統(tǒng)時(shí)鐘配置位FX2比CKCON存放器內(nèi)的X2位優(yōu)先，即當(dāng)FX2位被編程后，X2位無(wú)效)。(3)當(dāng)CPU運(yùn)行在“6時(shí)鐘/機(jī)器周期〞狀態(tài)時(shí)，可通過(guò)CKCON存放器選擇外設(shè)時(shí)鐘模式，如圖5-1所示。圖5-1CKCON存放器各位含義表5-1第二代P89C51RX系列芯片CPU和外設(shè)時(shí)鐘選擇關(guān)系

FX2位狀態(tài)(位于FlashROM保密字節(jié)內(nèi))X2位狀態(tài)(CKCON.0)外設(shè)時(shí)鐘控制位(CKCON.6～CKCON.1)CPU時(shí)鐘外設(shè)時(shí)鐘擦除(未編程)0(默認(rèn))X12時(shí)鐘12時(shí)鐘擦除(未編程)106時(shí)鐘6時(shí)鐘擦除(未編程)116時(shí)鐘12時(shí)鐘編程X(無(wú)效)06時(shí)鐘6時(shí)鐘編程X(無(wú)效)16時(shí)鐘12時(shí)鐘表5-2P89C51RX系列常見(jiàn)型號(hào)

型號(hào)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(FlashROM)片內(nèi)RAM容量缺省時(shí)鐘模式可選時(shí)鐘最高工作頻率內(nèi)部RAM內(nèi)部擴(kuò)展RAM6時(shí)鐘12時(shí)鐘P89C51RD2XX64K256B768B12620MHz33MHz

P89C51RC2XX32K256B256B12620MHz33MHz

P89C51RB2XX16K256B256B12620MHz33MHz

P89C51RA2XX8K256B256B12620MHz33MHz3.Atmel公司T89C51RX系統(tǒng)芯片Atmel公司也于2000年前后推出以FlashROM作為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的T89C51RX系列芯片、以O(shè)TPROM作為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的TS87C51RX系列芯片。T89C51RX芯片硬件資源、引腳排列與P89C51RX系列保持100%，但資源比P89C51RX系列多，主要表達(dá)在：(1)片內(nèi)集成了2KB、可擦寫10萬(wàn)次的E2PROM存儲(chǔ)器，方便了系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的保存。(2)在PLCC68封裝、VQFP64封裝的T89C51RX芯片品種中，增加了P4、P5兩個(gè)8位I/O口，即I/O引腳數(shù)目為48根〔6口×8位〕。(3)工作電壓范圍寬。P89C51RX系列電源電壓為5.0V±10%，而T89C51RX系列電源電壓為3.0～5.5V；對(duì)低電壓版本，電源電壓為2.7～3.6V。(4)改進(jìn)了X2時(shí)鐘模式，即在6時(shí)鐘/機(jī)器周期狀態(tài)下，可以選擇每一外設(shè)的時(shí)鐘頻率。即T89C51RX系列芯片內(nèi)CKCON存放器各位含義與Philips第二代P89C51RX系列芯片相同。(5)可以改變外部RAM讀選通、寫選通脈沖寬度。缺省狀態(tài)下，讀選通、寫選通脈沖寬度為6時(shí)鐘周期，但在T89C51RX中，可以選擇30時(shí)鐘周期，以便讀寫存取速度慢的RAM存儲(chǔ)器。5.2P89C51RX引腳功能圖5-2P89C51RX系列芯片封裝形式及引腳排列(a)?DIP封裝；(b)?LQFP封裝；(c)?LCC封裝圖5-2P89C51RX系列芯片封裝形式及引腳排列(a)?DIP封裝；(b)?LQFP封裝；(c)?LCC封裝5.3P89C51RX系列片內(nèi)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)表5-389C51RX系列特殊功能存放器表5-389C51RX系列特殊功能存放器表5-389C51RX系列特殊功能存放器表5-389C51RX系列特殊功能存放器5.3.1片內(nèi)程序存儲(chǔ)器89C51RX系列采用FlashROM作為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，容量從8～64KB，無(wú)須通過(guò)EPROM、FlashROM芯片擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器，因此引腳一般通過(guò)2.0kΩ電阻接高電平?？梢栽谕ㄓ镁幊唐魃蠈?duì)89C51RX系列芯片編程，也可以用ISP、IAP方式進(jìn)行編程。5.3.2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器圖5-389C51RX/87C51RX存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)256字節(jié)內(nèi)部RAM、外部RAM讀寫方法與增強(qiáng)型MCS-51相同；內(nèi)部擴(kuò)展RAM地址空間與外部RAM地址空間重疊，也是通過(guò)MOVX指令讀寫。為了區(qū)別MOVX指令的讀寫對(duì)象——內(nèi)部擴(kuò)展RAM或外部RAM，89C51RX系列輔助功能存放器AUXR中增加了EXTRAM選擇位。EXTRAM為0，MOVX指令讀寫對(duì)象為內(nèi)部擴(kuò)展RAM；EXTRAM為1，MOVX指令讀寫對(duì)象為外部RAM。由于復(fù)位時(shí)，AUXR存放器內(nèi)容為xxxxxx00B，因此復(fù)位后，MOVX指令讀寫對(duì)象為內(nèi)部擴(kuò)展RAM。當(dāng)需要讀寫外部RAM時(shí)，須通過(guò)如下指令，將EXTRAM位置1。ORAUXR,#00000010B ;由于AUXR存放器不具有位尋址 功能，只能通過(guò)或指令將指 ;定位置1MOVDPTR,#XXXX ;外部RAM地址送DPTRMOVXA,@DPTR ;讀外部RAM單元內(nèi)容【例5.1】編寫一段程序，將外部RAM中2000H～200FH單元內(nèi)容送內(nèi)部擴(kuò)展RAM的0000～000FH單元。參考程序如下：MOVDPTR,#2000H ;外部RAM單元首地址送DPTRMOVR7,#10H ;傳送字節(jié)數(shù)送R7INCAUXR1 ;切換數(shù)據(jù)指針MOVDPTR,#0000H ;將內(nèi)部擴(kuò)展RAM首地址送另一數(shù)據(jù)指針NEXT:INCAUXR1 ;切換數(shù)據(jù)指針，使DPTR指向外部單元ORAUXR,#00000010BMOVXA,@DPTR ;讀外部RAM單元內(nèi)容到AccINCDPTR ;指向外部RAM下一單元INCAUXR1 ;切換數(shù)據(jù)指針，使DPTR指向內(nèi)部擴(kuò)展RAMANLAUXR,#11111101B ;將EXTRAM位為0，使MOVX指令讀寫對(duì)象 為ERAMMOVX@DPTR,A ;數(shù)據(jù)送內(nèi)部擴(kuò)展RAMINCDPTR ;指向內(nèi)部擴(kuò)展RAM下一單元DJNZR7,NEXT ;?R7不為0時(shí)循環(huán)5.4可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA及應(yīng)用圖5-4可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA5.4.1PCA結(jié)構(gòu)及控制圖5-5PCA計(jì)數(shù)器及控制圖5-6PCA中斷控制邏輯1.?PCA模式存放器CMODPCA模式存放器CMOD各位含義如下：CIDLWDTE___CPS1CPS0ECFCMOD(OD9H)B7b6b5b4b3b2b1b0(1)?CPS1、CPS0——用于選擇PCA計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源。PCA內(nèi)五個(gè)模塊共用一個(gè)16位加法計(jì)數(shù)器〔CH和CL〕，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源由CMOD存放器的CPS1、CPS0位決定：CPS1、CPS0 計(jì)數(shù)脈沖源00 內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)fosc/6〔6時(shí)鐘模式〕或fosc/12〔12時(shí)鐘模式〕01 內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)fosc/2〔6時(shí)鐘模式〕或fosc/4〔12時(shí)鐘模式〕10 定時(shí)器T0的溢出脈沖11 來(lái)自ECI/P1.2引腳的外部脈沖(在6時(shí)鐘模式下，外部脈沖最高頻率為fosc/4；在12時(shí)鐘模式下，外部脈沖最高頻率為 fosc/8)(2)?ECF——PCA計(jì)數(shù)器CH/CL溢出中斷允許。當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，PCA控制存放器CCON的溢出標(biāo)志CF有效。如果ECF=1，且中斷允許存放器IE的EC、EA位為1，那么CPU將響應(yīng)PCA計(jì)數(shù)器溢出中斷。(3)?CIDL——節(jié)電狀態(tài)下PCA運(yùn)行控制。當(dāng)CIDL=0時(shí)，在節(jié)電狀態(tài)下，PCA計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)〔圖5-5中的與非門輸出恒為1，與PCON存放器節(jié)電運(yùn)行控制位IDL內(nèi)容無(wú)關(guān)〕；反之，當(dāng)CIDL=1時(shí)，在節(jié)電狀態(tài)下，PCA計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)〔由于CIDL位為1，圖5-5中與非門輸出狀態(tài)由PCON存放器節(jié)電運(yùn)行控制位IDL決定，當(dāng)IDL位為1時(shí)，與非門輸出為0，PCA計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)〕。(4)?WDTE——禁止/允許模塊4看門狗工作。2.?PCA計(jì)數(shù)器〔CH和CL〕16位加法計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)脈沖由CMOD存放器的CPS1、CPS0位定義，每來(lái)一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)CH溢出時(shí)，CCON存放器內(nèi)的溢出標(biāo)志CF置位。3.PCA控制存放器CCONCFCR_CCF4CCF3CCF2CCF1CCF0CCOD(OD8H)B7b6b5b4b3b2b1b0(1)?CCF4～CCF0——分別是模塊4～模塊0的中斷標(biāo)志位。當(dāng)產(chǎn)生匹配〔比較〕或捕捉時(shí)由硬件置1。但CPU響應(yīng)PCA中斷請(qǐng)求后，不能自動(dòng)去除，需要軟件清零。(2)?CR——PCA計(jì)數(shù)器啟動(dòng)控制位。在正常狀態(tài)下，CR=1時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖開(kāi)關(guān)閉合，每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器加1；當(dāng)CR=0時(shí)，PCA計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。(3)?CF——PCA計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志。當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，CF自動(dòng)置1〔不自動(dòng)去除，需要軟件清零〕。4.模塊比較/捕捉存放器〔CCAPnH和CCAPnL〕和模塊模式存放器CCAPMn每一模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)16位比較/捕捉存放器〔即高8位CCAPnH和低8位CCAPnL〕、模塊工作方式存放器CCAPMn。每一模塊的工作方式由對(duì)應(yīng)模塊的工作方式存放器CCAPMn決定，如模塊0的工作方式由模塊0的工作方式存放器CCAPM0決定、模塊1的工作方式由模塊1的工作方式存放器CCAPM1決定，依此類推，模塊4的工作方式由模塊4的工作方式存放器CCAPM4決定。模塊工作方式存放器CCAPM0～CCAPM4結(jié)構(gòu)、各位含義相同，如下所示：_ECOMnCAPPnCAPNnMATnTCGnPWMnECCFnB7b6b5b4b3b2b1b0CCAPM0(0DAH)CCAPM1(0DBH)CCAPM2(0DCH)CCAPM3(0DDH)CCAPM4(0DEH)其中：ECOMn——比較器允許/禁止位。CAPPn——上升沿捕捉允許/禁止位。CAPNn——下降沿捕捉允許/禁止位。MATn——匹配允許/禁止位。如果MATn=1，那么當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器當(dāng)前值與對(duì)應(yīng)模塊的比較/捕捉存放器相同時(shí)，將CCON存放器中對(duì)應(yīng)中斷標(biāo)志位置1。TOGn——觸發(fā)輸出允許/禁止位。如果TOGn=1，那么當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器當(dāng)前值與對(duì)應(yīng)模塊的比較/捕捉存放器相同時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)模塊的CEX引腳翻轉(zhuǎn)。PWMn——脈沖寬度調(diào)制允許/禁止位。ECCFn——允許/禁止CCF中斷。表5-4PCA模塊工作方式

CCAPMn(n=0～4)寄存器位模塊工作方式-ECOMnCAPPnCAPNnMATnTOGnPWMnECCFn×0000000無(wú)××10000×16位捕捉（CEXn引腳上升沿觸發(fā)）××01000×16位捕捉（CEXn引腳下降沿觸發(fā)）××1100×16位捕捉（CEXn引腳上、下沿觸發(fā)）×100100×16位軟件定時(shí)器×100110×16位高速輸出×10000108位PWM輸出×1001×0×看門狗定時(shí)器（模塊4）5.4.2PCA模塊初始化步驟PCA模塊初始化步驟包括：(1)初始化PCA的模式存放器CMOD，選擇PCA計(jì)數(shù)脈沖源、允許/禁止節(jié)電模式下PCA計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、禁止/允許PCA計(jì)數(shù)器溢出中斷。(2)計(jì)數(shù)初值送CH/CL，完成PCA計(jì)數(shù)器CH/CL的初始化。(3)初始化相應(yīng)模塊工作方式存放器CCAPMn，選擇所需的工作模式。(4)初始化相應(yīng)模塊的比較/捕捉存放器(CCAPnL、CCAPnH)。(5)啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器(即執(zhí)行“SETBCR〞命令，將CCON存放器的CR位置1，使PCA計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù))。5.4.3PCA模塊工作模式圖5-7捕捉模式對(duì)于下降沿捕捉來(lái)說(shuō)，當(dāng)CEXn引腳出現(xiàn)高電平到低電平變化時(shí)，將就PCA計(jì)數(shù)器(CH、CL)的當(dāng)前值分別寫入(即捕捉)模塊的比較/捕捉存放器(CCAPnH、CCAPnL)中；對(duì)于上升沿捕捉來(lái)說(shuō)，當(dāng)CEXn引腳出現(xiàn)低電平到高電平變化時(shí)，將PCA計(jì)數(shù)器(CH、CL)的當(dāng)前值捕捉到相應(yīng)模塊的比較/捕捉存放器(CCAPnH、CCAPnL)中。在發(fā)生捕捉時(shí)，CCON存放器對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位CCF自動(dòng)置1，如果相應(yīng)的CCAPMn存放器的ECCF位為1，將產(chǎn)生PCA中斷請(qǐng)求。對(duì)于捕捉方式來(lái)說(shuō)，可以使用CEXn引腳的下沿觸發(fā)，也可以使用上沿觸發(fā)，或上沿、下沿均觸發(fā)(雙觸發(fā))。捕捉模式常用于測(cè)量CEXn引腳上的脈沖周期、兩信號(hào)相位差等。2.軟件定時(shí)器當(dāng)PCA模式存放器CMOD的WDTE位為0；而模塊模式CCAPMn存放器的MAT位為1(否那么匹配時(shí)相應(yīng)CCFn位不置1，無(wú)法通過(guò)查詢或中斷方式確定定時(shí)時(shí)間到)，其他位為0時(shí)，相應(yīng)PCA模塊工作于定時(shí)器狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間由CH/CL初值、模塊比較/捕捉存放器CCAPnH、CCAPnL決定，如圖5-8所示。完成比較/捕捉存放器高8位CCAPnH裝入后，ECOM位為1，比較處于允許狀態(tài)。當(dāng)PCA計(jì)數(shù)器等于模塊比較/捕捉存放器(即發(fā)生匹配)時(shí)，CCON存放器相應(yīng)標(biāo)志位CCFn有效，如果ECCFn位為1，將產(chǎn)生PCA中斷請(qǐng)求。圖5-8PCA軟件定時(shí)器模式3.高速輸出模式圖5-9高速輸出模式4.8位PWM輸出圖5-108位PWM輸出方式圖5-11各模塊輸出的PWM脈沖波形【例5.2】假設(shè)時(shí)鐘頻率為16MHz，在6時(shí)鐘/機(jī)器周期模式下，利用PCA的PWM輸出模式產(chǎn)生如圖5-12所示半橋式脈沖寬度調(diào)制變換器開(kāi)關(guān)電源所需鼓勵(lì)信號(hào)。圖5-12半橋式開(kāi)關(guān)電源鼓勵(lì)信號(hào)圖5-13利用89C51RX脈寬調(diào)制獲得的半橋式開(kāi)關(guān)電源鼓勵(lì)信號(hào)參考程序如下：;PCA初始化MOVCMOD,#00000010B ;?CIDL=0，節(jié)電狀態(tài)下停止 PCA計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)脈沖頻率fOSC/2， ;即8MHz；禁止PCA溢出中斷。PWM周 期為256*0.125μs， ;即32μs，頻率為31.25kHz MOVCH,#00H MOVCL,#00H MOVCCAP0L,#50H ;假設(shè)正常情況下，T2=10μs，即初值為80MOVCCAP0H,#50HMOVCCAP1L,#30H ;假設(shè)正常情況下，T1=6μs，即初值為48MOVCCAP1H,#30HMOVCCAP2L,#80H ;模塊2輸出方波，初值固定為128MOVCCAP2H,#80HMOVCCAPM0,#42H ;?PCA模塊0工作于PWM模式MOVCCAPM1,#42H ;?PCA模塊1工作于PWM模式MOVCCAPM2,#42H ;?PCA模塊2工作于PWM模式SETBCR ;啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器5.看門狗模式圖5-14PCA看門狗方式通過(guò)如下指令初始化PCA模塊4，使其工作于看門狗模式：MOVCCAPM4,#00001000B ;模塊4模式存放器CCAPM4的 MAT位為1MOVCCAP4L,#0FFH ;先初始化模塊4比較存放器低8位MOVCCAP4H,#0FFH ;初始化模塊4比較存放器高8位， 同時(shí)自動(dòng)將CCAPM4的 ;?ECOM位置1，允許比較ORLCMOD,#40H ;將CMOD的WDTE位置1，允許看 門狗工作下面是在主程序中重寫模塊4捕捉/比較存放器CCAP4H、CCAP4L以防止PCA看門狗復(fù)位的子程序。PCAWDT:CLREA ;先禁止中斷，防止重寫模塊4捕捉/比較 存放器時(shí)產(chǎn)生中斷MOVCCAP4L,#00H ;把00H寫入CCPA4LMOVCCAP4H,CH ;把PCA計(jì)數(shù)器當(dāng)前值高位CH寫入CCAP4HSETBEA ;開(kāi)中斷RET ;返回由于PCA計(jì)數(shù)器不停，主程序調(diào)用該子程序后，PCA計(jì)數(shù)器一定略大于模塊4的捕捉/比較存放器，因此只要主程序以略小于PCA溢出周期調(diào)用該子程序就能防止PCA看門狗觸發(fā)CPU復(fù)位。但必須注意的是：不能在定時(shí)器中斷效勞程序內(nèi)調(diào)用上面的子程序，因?yàn)榧词褂捎跓釠_擊、干擾等原因引起PC“走飛〞，造成系統(tǒng)癱瘓后，仍可能響應(yīng)定時(shí)中斷，使PCA看門狗不能觸發(fā)復(fù)位操作，恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。5.589C51RX系列中斷控制系統(tǒng)在同優(yōu)先級(jí)中斷中，硬件查詢順序如下：中斷源 入口地址外中斷 0003H定時(shí)器T0溢出中斷 000BH外中斷 0013H定時(shí)器T1溢出中斷 001BHPCA計(jì)數(shù)器中斷 0033H串行口中斷 0023H定時(shí)器T2中斷 002BH圖5-1589C51RX中斷控制存放器IE及優(yōu)先級(jí)IPH、IP(a)?89C51RX中斷控制存放器IE；(b)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)IP；(c)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)高位IPH圖5-1589C51RX中斷控制存放器IE及優(yōu)先級(jí)IPH、IP(a)?89C51RX中斷控制存放器IE；(b)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)IP；(c)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)高位IPH圖5-1589C51RX中斷控制存放器IE及優(yōu)先級(jí)IPH、IP(a)?89C51RX中斷控制存放器IE；(b)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)IP；(c)?89C51RX中斷優(yōu)先級(jí)高位IPH5.6硬件看門狗89C51RX具有“一次使能帶有復(fù)位輸出〞的硬件看門狗定時(shí)器〔簡(jiǎn)稱WDT〕電路，它主要由一個(gè)14位的看門狗計(jì)數(shù)器WDT和看門狗定時(shí)器復(fù)位存放器WDTRST組成。其中WDT計(jì)數(shù)器既不能讀，也不能寫，啟動(dòng)后每個(gè)機(jī)器周期WDT加1〔WDT啟動(dòng)后，除復(fù)位外，沒(méi)有其他方法使WDT停止計(jì)數(shù)〕。當(dāng)WDT計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，強(qiáng)迫CPU進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，同時(shí)在RST引腳上輸出一個(gè)高電平的復(fù)位脈沖，使系統(tǒng)內(nèi)與CPU復(fù)位引腳RST相連的其他外圍芯片，如8255、8155等復(fù)位。在“6時(shí)鐘/機(jī)器周期〞模式下，RST引腳上的高電平復(fù)位脈沖持續(xù)時(shí)間為98個(gè)時(shí)鐘周期；而在12時(shí)鐘模式下，高電平復(fù)位脈沖持續(xù)時(shí)間為2×98，即196個(gè)時(shí)鐘周期，以保證外圍電路芯片可靠復(fù)位。為防止正常操作時(shí)，WDT計(jì)數(shù)器溢出，造成系統(tǒng)復(fù)位，必須在小于214?(16384)?個(gè)機(jī)器周期內(nèi)(如果系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，對(duì)于12時(shí)鐘/機(jī)器周期模式來(lái)說(shuō)，機(jī)器周期為1μs，16384個(gè)機(jī)器周期就是16.386ms)?對(duì)看門狗復(fù)位存放器WDTRST?(字節(jié)地址為0A6H)?順序?qū)懭?EH和0E1H，強(qiáng)迫看門狗計(jì)數(shù)器WDT復(fù)位(這是防止看門狗計(jì)數(shù)器WDT溢出的惟一方法)?？赏ㄟ^(guò)如下方法啟動(dòng)和強(qiáng)迫看門狗計(jì)數(shù)器復(fù)位并重新計(jì)數(shù)：MOVWDTRST,#1EH ;寫入立即數(shù)1EHMOVWDTRST,#0E1H ;寫入立即數(shù)0E1H，啟動(dòng)WDT功能然后，在程序中適當(dāng)位置插入這兩條指令，強(qiáng)迫WDT復(fù)位并重新計(jì)數(shù)，防止溢出。當(dāng)PC走飛時(shí)，將不能按時(shí)執(zhí)行上述兩條指令，經(jīng)過(guò)16384個(gè)機(jī)器周期后，WDT計(jì)數(shù)器溢出，強(qiáng)迫CPU及其他可編程芯片復(fù)位，重新執(zhí)行程序，恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行。盡管在走飛到WDT溢出前、復(fù)位操作期間以及復(fù)位后執(zhí)行系統(tǒng)初始化命令時(shí)，系統(tǒng)處于非正常工作狀態(tài)，但時(shí)間不長(zhǎng)，在許多應(yīng)用系統(tǒng)，如各種監(jiān)控設(shè)備中是允許的。由于在掉電模式下，系統(tǒng)時(shí)鐘停止輸出，因此WDT計(jì)數(shù)器也停止計(jì)數(shù)，不會(huì)產(chǎn)生匹配。對(duì)于采用增強(qiáng)型MCS-51內(nèi)核芯片來(lái)說(shuō)，硬件復(fù)位或外中斷均能使CPU退出掉電狀態(tài)。當(dāng)通過(guò)復(fù)位方式退出掉電狀態(tài)時(shí)，無(wú)須考慮WDT溢出，原因是復(fù)位后WDT也被復(fù)位。但對(duì)于通過(guò)外中斷退出掉電狀態(tài)來(lái)說(shuō)，必須保證退出掉電狀態(tài)后的幾個(gè)機(jī)器周期內(nèi)WDT不會(huì)溢出，而觸發(fā)CPU復(fù)位。為此，可在進(jìn)入掉電狀態(tài)前和掉電中斷效勞程序中執(zhí)行上述兩條指令，強(qiáng)迫WDT復(fù)位并重新計(jì)數(shù)，這樣至少要經(jīng)過(guò)16384個(gè)機(jī)器周期后，WDT才溢出，以便CPU有足夠時(shí)間執(zhí)行掉電中斷效勞程序。如：……MOVWDTRST,#1EH ;寫入立即數(shù)1EHMOVWDTRST,#0E1H ;寫入立即數(shù)0E1H，強(qiáng)迫WDT重新計(jì)數(shù)ORLPCON,#02H ;使PCON存放器的PD位為1，強(qiáng)迫機(jī)器 進(jìn)入掉電狀態(tài)由于在節(jié)電狀態(tài)下，系統(tǒng)時(shí)鐘電路仍在工作，即WDT計(jì)數(shù)器仍在計(jì)數(shù)，為防止WDT溢出復(fù)位CPU，在進(jìn)入節(jié)電模式前除了執(zhí)行寫WDTRST存放器外，還需啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器(定時(shí)時(shí)間小于16384個(gè)機(jī)器周期)，在定時(shí)器中斷效勞程序中執(zhí)行寫WDTRST存放器命令，使WDT計(jì)數(shù)器復(fù)位，然后再進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，例如：…… MOVWDTRST,#1EH ;寫入立即數(shù)1EHMOVWDTRST,#0E1H ;寫入立即數(shù)0E1H，強(qiáng)迫WDT重新計(jì)數(shù)MOVA,TMODORLA,#01H ;這里用定時(shí)器T0作為節(jié)電狀態(tài)下重寫 WDTRST存放器的定時(shí)器，;工作在方式 1，軟件啟動(dòng)MOVTLO,#80HMOVTHO,#0C1H ;假設(shè)晶振頻率為12MHz，在12時(shí)鐘模式 下，為保險(xiǎn)起見(jiàn)將定時(shí)器 ;?T0溢出時(shí)間設(shè)為16.0ms，因此對(duì)應(yīng)的 初值為0C180HSETBET0 ;允許定時(shí)器T0中斷SETBEA ;開(kāi)中斷SETBTR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器T0ORLPCON,#01H ;將PCON存放器IDL位置1，使CPU進(jìn)入 節(jié)電狀態(tài)定時(shí)器T0中斷效勞程序：TIME0:PUSHPSWMOVTLO,#80HMOVTHO,#0C1H ;重裝初值MOVWDTRST,#1EH ;寫入立即數(shù)1EHMOVWDTRST,#0E1H ;寫入立即數(shù)0E1H，強(qiáng)迫WDT復(fù)位并重 新計(jì)數(shù)ORLPCON,#01H ;將PCON存放器IDL位置1，使CPU再進(jìn) 入節(jié)電狀態(tài)POPPSWRETI但必須在其他中斷效勞程序中關(guān)閉節(jié)電重寫WDTRST存放器的定時(shí)器T0，防止正常運(yùn)行狀態(tài)下響應(yīng)T0中斷造成WDT失效。有時(shí)16384個(gè)機(jī)器周期顯得太短，為此Atmel公司的T89C51RX系列、TS87C51RX系列芯片硬件看門狗電路增加了看門狗計(jì)數(shù)長(zhǎng)度選擇存放器WDTPRG，使WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度最大為21位，經(jīng)過(guò)221，即2?097?152個(gè)機(jī)器周期后才溢出。表5-5WDTPRG存放器各位含義〔字節(jié)地址為0A7H,復(fù)位后初 值為XXXXX000B〕-----S2S1S0WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為14位，溢出時(shí)間為16384機(jī)器周期000WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為15位，溢出時(shí)間為32768機(jī)器周期001WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為16位，溢出時(shí)間為65536機(jī)器周期010WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為17位，溢出時(shí)間為131072機(jī)器周期011WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為18位，溢出時(shí)間為262144機(jī)器周期100WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為19位，溢出時(shí)間為524288機(jī)器周期101WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為20位，溢出時(shí)間為1048576機(jī)器周期110WDT計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度為21位，溢出時(shí)間為2097152機(jī)器周期1115.7P89C6XX2系列2002年4月，Philips公司推出了P89C6XX2系列芯片，該系列芯片實(shí)際上是P89C51RX芯片的簡(jiǎn)化版，功能介于P89C5XX2系列和P89C51RX系列之間。與P89C51RX系列相比，