第2章 MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘與復(fù)位電路

1、2021-12-2112021-12-2121.1.單片機(jī)的工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作原理： 取一條指令、譯碼、進(jìn)行微操作，再取一條指令、譯碼、取一條指令、譯碼、進(jìn)行微操作，再取一條指令、譯碼、進(jìn)行微操作，這樣自動(dòng)地、進(jìn)行微操作，這樣自動(dòng)地、步一步地由微操作按次序完成步一步地由微操作按次序完成相應(yīng)指令規(guī)定的功能。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片相應(yīng)指令規(guī)定的功能。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片內(nèi)部的各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)，機(jī)器啟動(dòng)后，指令的執(zhí)行內(nèi)部的各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)，機(jī)器啟動(dòng)后，指令的執(zhí)行順序如下圖順序如下圖2.102.10所示所示： 一、時(shí)鐘的基本概念一、時(shí)鐘的基本概念取指取指分析分析執(zhí)

2、行執(zhí)行2.2.概念概念 時(shí)序：各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這時(shí)序：各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序。種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序。 時(shí)鐘電路：用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電路：用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要時(shí)鐘信號(hào)的電路成為時(shí)鐘電路。電路成為時(shí)鐘電路。2021-12-213二、振蕩器和時(shí)鐘電路二、振蕩器和時(shí)鐘電路時(shí)鐘信號(hào)有兩種方式：內(nèi)部振蕩器方式；外部引入方式時(shí)鐘信號(hào)有兩種方式：內(nèi)部振蕩器方式；外部引入方式1.內(nèi)部振蕩器方式內(nèi)部振蕩器方式MCS-51MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器，其輸入端為引腳反相放大器，其輸入

3、端為引腳XTAL1XTAL1（1919），輸出端為引腳），輸出端為引腳XTAL2XTAL2（1818），用于外接石英晶體振蕩器），用于外接石英晶體振蕩器或陶瓷諧振器和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)或陶瓷諧振器和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。如圖接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。如圖2.112.11或或2.122.12（a a）所示。）所示。2021-12-214圖圖2.12 MCS-512.12 MCS-51振蕩電路及外部時(shí)鐘源的連接振蕩電路及外部時(shí)鐘源的連接2021-12-215 電容電容C1C1，C2C2 對(duì)頻率有微調(diào)作用，電容一般取值對(duì)頻率有微調(diào)

4、作用，電容一般取值5 530pF30pF，典型，典型值為值為30pF30pF； 晶振晶振CYSCYS 選擇范圍為選擇范圍為1.2 1.2 12MHz12MHz，典型值為，典型值為6 MHz6 MHz和和12MHz12MHz。（注：一般情況下，選用（注：一般情況下，選用6 MHz6 MHz的石英晶體，而在串行的石英晶體，而在串行通信情況下選用通信情況下選用12MHz12MHz。）。）參數(shù)選擇：參數(shù)選擇：2021-12-216 外部引入方式常用于外部引入方式常用于多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，以便中，以便各單元之間的時(shí)鐘信號(hào)同步運(yùn)行。各單元之間的時(shí)鐘信號(hào)同步運(yùn)行。 對(duì)于對(duì)于HMOSH

5、MOS型單片機(jī)（如型單片機(jī)（如80518051），可用來(lái)輸入外部脈沖），可用來(lái)輸入外部脈沖信號(hào)，如圖信號(hào)，如圖2.122.12（b b）所示，）所示，XTAL1XTAL1（1919）接地，）接地，XTAL2XTAL2（1818）接外部時(shí)鐘，由于接外部時(shí)鐘，由于XTAL2XTAL2（1818）的邏輯電平與）的邏輯電平與TTLTTL電平不兼容，電平不兼容，所以應(yīng)接一個(gè)上拉電阻。所以應(yīng)接一個(gè)上拉電阻。 對(duì)于對(duì)于CHMOSCHMOS單片機(jī)（如單片機(jī)（如80C5180C51），外部時(shí)鐘要由），外部時(shí)鐘要由XTAL1XTAL1引入，而引入，而XTAL2XTAL2引腳應(yīng)懸空。如圖引腳應(yīng)懸空。如圖2.112.

6、11（c c）所示。）所示。2.2.外部引入方式外部引入方式2021-12-217三、時(shí)序單位三、時(shí)序單位基本概念：基本概念：MCS- 51MCS- 51時(shí)序的定時(shí)單位共有時(shí)序的定時(shí)單位共有4 4個(gè)，個(gè)，從小到大從小到大依次是：依次是：時(shí)時(shí)鐘周期（拍節(jié)）、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期鐘周期（拍節(jié)）、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期。 時(shí)鐘周期（拍節(jié)，振蕩周期）：是指時(shí)鐘周期（拍節(jié)，振蕩周期）：是指振蕩器產(chǎn)生一個(gè)振蕩器產(chǎn)生一個(gè)振蕩脈沖信號(hào)所用的時(shí)間，是振蕩脈沖信號(hào)所用的時(shí)間，是振蕩頻率的倒數(shù)振蕩頻率的倒數(shù)，稱為節(jié)，稱為節(jié)拍，為拍，為最小的時(shí)序單位最小的時(shí)序單位。2021-12-2182.2.狀態(tài)周期

7、：指振蕩器脈沖狀態(tài)周期：指振蕩器脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)鐘電路二分頻時(shí)鐘電路二分頻之之后產(chǎn)生的單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)的后產(chǎn)生的單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)的周期（用周期（用S S表示）稱為狀態(tài)表示）稱為狀態(tài)周期。故周期。故1 1個(gè)狀態(tài)周期個(gè)狀態(tài)周期S S包含包含2 2個(gè)節(jié)拍個(gè)節(jié)拍，前一時(shí)鐘周期稱，前一時(shí)鐘周期稱為為P1P1拍，后一個(gè)時(shí)鐘周期稱拍，后一個(gè)時(shí)鐘周期稱為為P2P2拍。如圖拍。如圖2.132.13所示：所示：圖圖2.13 80C512.13 80C51單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)2021-12-2193. 3. 機(jī)器周期：是指機(jī)器周期：是指CPUCPU完成某一個(gè)規(guī)定操作所需的時(shí)間。完成某一個(gè)規(guī)定操作所需的時(shí)間

8、。 MCS-51 MCS-51單片機(jī)的一單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包含個(gè)機(jī)器周期包含6 6個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)，并依次，并依次表示為：表示為：S1S1S6S6，每個(gè)狀態(tài)分為每個(gè)狀態(tài)分為2 2個(gè)拍個(gè)拍。故一。故一個(gè)機(jī)器周期包個(gè)機(jī)器周期包含含1212個(gè)節(jié)拍（時(shí)鐘周期），個(gè)節(jié)拍（時(shí)鐘周期），依次表示為：依次表示為：S1P1S1P1、S1P2S1P2、S2P1S2P1、S6P1S6P1、S6P2S6P2。若采用。若采用12MHz12MHz的晶振時(shí)，則一個(gè)機(jī)器的晶振時(shí)，則一個(gè)機(jī)器周期為周期為1s1s；若采用晶振；若采用晶振6MHz6MHz時(shí)，則一個(gè)機(jī)器周期為時(shí)，則一個(gè)機(jī)器周期為2s2s。2021-12-21104.

9、4. 指令周期指令周期 是是CPUCPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間為指令周期。執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間為指令周期。 MCS-51 MCS-51單片機(jī)包含單片機(jī)包含1 1個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)或個(gè)或4 4個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。 若采用若采用6MHz6MHz晶振，則振蕩周期為晶振，則振蕩周期為1/6s1/6s，機(jī)器周期為，機(jī)器周期為2s2s、4s4s或或8s8s。2021-12-2111 MCS-51 MCS-51系列單片機(jī)的指令按其長(zhǎng)度可分為：系列單片機(jī)的指令按其長(zhǎng)度可分為：?jiǎn)巫止?jié)單字節(jié)指令，雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令指令，雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令。四、取指令和執(zhí)行指令時(shí)序四、取指令和執(zhí)行指令時(shí)序 由圖由圖2

10、.142.14所示，所示，ALEALE信號(hào)在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效，第信號(hào)在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效，第一次在一次在S1P2S1P2和和S2P1S2P1期間，第二次在期間，第二次在S4P2S4P2和和S5P1S5P1期間，期間，ALEALE信信號(hào)的有效寬度為一個(gè)號(hào)的有效寬度為一個(gè)S S狀態(tài)。每出現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)。每出現(xiàn)一個(gè)ALEALE信號(hào)，信號(hào)，CPUCPU就可就可進(jìn)行一次取指操作。進(jìn)行一次取指操作。2021-12-2112圖2.14 MCS-51單片機(jī)的去取指/執(zhí)行時(shí)序a）單字節(jié)單周期；b）雙字節(jié)單周期指令；c）單字節(jié)雙周期字節(jié)；d）雙字節(jié)雙周期指令2021-12-2113 圖圖2-142-14（a

11、 a）與（）與（b b）分別為單字節(jié)單周期和雙字節(jié)單周）分別為單字節(jié)單周期和雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序。期指令的時(shí)序。 對(duì)于單周期指令對(duì)于單周期指令，在把指令碼讀入指令寄存器時(shí)，從，在把指令碼讀入指令寄存器時(shí)，從S1P2S1P2開(kāi)始執(zhí)行指令。開(kāi)始執(zhí)行指令。 如果它為雙字節(jié)指今，則在同一機(jī)器周期的如果它為雙字節(jié)指今，則在同一機(jī)器周期的S4S4讀入第二讀入第二字節(jié)字節(jié)； 如果它為單字節(jié)指令，則在如果它為單字節(jié)指令，則在S4S4仍舊進(jìn)行讀操作仍舊進(jìn)行讀操作，但，但讀入讀入的字節(jié)的字節(jié)( (它應(yīng)是下一個(gè)指令碼它應(yīng)是下一個(gè)指令碼) )被忽略，而且程序計(jì)數(shù)據(jù)不被忽略，而且程序計(jì)數(shù)據(jù)不加加1 1。在任何情況下，

12、在。在任何情況下，在S6P2S6P2結(jié)束指令操作結(jié)束指令操作。2021-12-2114 圖圖2.142.14（c c）為雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序，在兩個(gè)機(jī)）為雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序，在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)發(fā)生器周期內(nèi)發(fā)生4 4次讀操作碼的操作，由于是單字節(jié)指令，次讀操作碼的操作，由于是單字節(jié)指令，后后3 3次讀操作都是無(wú)效次讀操作都是無(wú)效的。的。 圖圖2.14(d)2.14(d)是訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的是訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令指令MOVXMOVX的時(shí)序的時(shí)序，它是一條條單字節(jié)雙周期指令。在它是一條條單字節(jié)雙周期指令。在第第個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期S5S5開(kāi)始開(kāi)始時(shí)，時(shí)，送出外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址，隨后讀或?qū)?/p>

13、數(shù)據(jù)，讀寫期間在送出外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址，隨后讀或?qū)憯?shù)據(jù)，讀寫期間在ALEALE端不輸出有效信號(hào)；在第二個(gè)機(jī)器周期，即外部數(shù)據(jù)存端不輸出有效信號(hào)；在第二個(gè)機(jī)器周期，即外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被尋址和選通后也不產(chǎn)生取指操作。儲(chǔ)器被尋址和選通后也不產(chǎn)生取指操作。2021-12-2115時(shí)序的共同點(diǎn)時(shí)序的共同點(diǎn)： 每一次每一次ALEALE信號(hào)有效，信號(hào)有效，CPUCPU均從均從ROMROM中讀取指令碼（包中讀取指令碼（包括操作碼和操作數(shù)），但不一定有效，讀了之后再丟棄（假括操作碼和操作數(shù)），但不一定有效，讀了之后再丟棄（假讀）。讀）。 有效時(shí)，有效時(shí)，PC+1PCPC+1PC不變（程序計(jì)數(shù)器不變（程序計(jì)數(shù)器P

14、CPC不加不加1 1）；無(wú)無(wú)效時(shí)不變效時(shí)不變。其余時(shí)間用于執(zhí)行指令操作功能，但在時(shí)序中沒(méi)。其余時(shí)間用于執(zhí)行指令操作功能，但在時(shí)序中沒(méi)有完全反映出。如雙字節(jié)單機(jī)器周期，分別在有完全反映出。如雙字節(jié)單機(jī)器周期，分別在S1S1、S4S4讀操作讀操作碼和操作數(shù)，執(zhí)行指令就一定在碼和操作數(shù)，執(zhí)行指令就一定在S2S2、S3 S3 、S5 S5 、S6S6中完成。中完成。2021-12-2116第第4 4節(jié)節(jié) MCS-51MCS-51系列單片機(jī)的復(fù)位與掉電處理系列單片機(jī)的復(fù)位與掉電處理 、復(fù)位與復(fù)位電路、復(fù)位與復(fù)位電路1.復(fù)位：復(fù)位：是單片機(jī)的初始化操作，以便使是單片機(jī)的初始化操作，以便使CPUCPU和系統(tǒng)

15、中和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。其他部件都處于一個(gè)確定的狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖存時(shí)，也可鎖存時(shí)，也可按復(fù)位鍵按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。重新啟動(dòng)。 單片機(jī)復(fù)位后，單片機(jī)復(fù)位后，PCPC內(nèi)容初始化為內(nèi)容初始化為0000H0000H，那么單片機(jī)，那么單片機(jī)就從就從0000H0000H單元單元開(kāi)始執(zhí)行程序。片內(nèi)開(kāi)始執(zhí)行程序。片內(nèi)RAMRAM為隨機(jī)值，運(yùn)行為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAMRAM的內(nèi)容。的內(nèi)容。2021-12-2117 復(fù)位后各寄存器的初態(tài)

16、如下表復(fù)位后各寄存器的初態(tài)如下表2-72-7所示，其意義為：所示，其意義為： P0P3=FFH，相當(dāng)于各口鎖存器已寫入，相當(dāng)于各口鎖存器已寫入1 1，此時(shí)可用于輸出，此時(shí)可用于輸出/ /輸入；輸入； SPSP07H07H，堆棧指針指向片內(nèi)，堆棧指針指向片內(nèi)RAMRAM的的07H07H單元（第一個(gè)入棧內(nèi)容將寫入單元（第一個(gè)入棧內(nèi)容將寫入08H08H中）；中）； IPIP、IEIE和和PCONPCON的有效值為的有效值為0 0，各中斷源處于低優(yōu)先級(jí)且均被關(guān)斷，串，各中斷源處于低優(yōu)先級(jí)且均被關(guān)斷，串行通信的波特率不加倍；行通信的波特率不加倍； PSWPSW00H00H，當(dāng)前工作寄存器為，當(dāng)前工作寄存

17、器為0 0組。組。表表2-7 2-7 寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器的復(fù)位狀態(tài)2021-12-21182. 2. 復(fù)位電路復(fù)位電路圖2-10 8051復(fù)位電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)HMOSHMOS型型80518051復(fù)位結(jié)構(gòu)如圖復(fù)位結(jié)構(gòu)如圖2.102.10所示。所示。復(fù)位引腳復(fù)位引腳RST/VPD(RST/VPD(它是掉電方式下它是掉電方式下內(nèi)部?jī)?nèi)部RAMRAM的供電端的供電端VPD)VPD)通過(guò)一個(gè)通過(guò)一個(gè)施施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連。施密。施密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在在每個(gè)機(jī)器周期的每個(gè)機(jī)器周期的S5P2S5P2由復(fù)位電路由復(fù)位電路采樣一次采樣一次。

18、RSTRST引腳時(shí)復(fù)位信號(hào)的輸入端，引腳時(shí)復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)復(fù)位信號(hào)是高電平有效位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)間應(yīng)持續(xù)2424個(gè)時(shí)鐘周期個(gè)時(shí)鐘周期（2 2個(gè)機(jī)器個(gè)機(jī)器周期）以上。周期）以上。2021-12-2119CHMOSCHMOS型的單片機(jī)復(fù)位結(jié)構(gòu)如圖型的單片機(jī)復(fù)位結(jié)構(gòu)如圖211211所示，此處復(fù)位引腳只是單純所示，此處復(fù)位引腳只是單純的稱為的稱為RSTRST，而不是，而不是RSTRSTVPDVPD，因，因?yàn)闉镃HMOSCHMOS單片機(jī)的備用電源也由單片機(jī)的備用電源也由VCCVCC引腳提供。引腳提供。2.11 CHMOS2.11 CHMOS型單片機(jī)的復(fù)位結(jié)構(gòu)型單片機(jī)的復(fù)位

19、結(jié)構(gòu)2021-12-2120 無(wú)論對(duì)無(wú)論對(duì)HMOSHMOS還是還是CHMOSCHMOS型，當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行的情況下，型，當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在復(fù)位是靠在RSTRSTVPDVPD或或RSTRST引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期的引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平而實(shí)現(xiàn)高電平而實(shí)現(xiàn)的。在的。在RSTRST端出現(xiàn)高電平后的第端出現(xiàn)高電平后的第2 2個(gè)周期，執(zhí)個(gè)周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期重復(fù)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期重復(fù)次，直至次，直至RSTRST端變低。端變低。RSTRST端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位（人工復(fù)位）上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位

20、（人工復(fù)位）2021-12-21212.12 上電復(fù)位電路 如圖如圖2.122.12所示，上電復(fù)位電路是所示，上電復(fù)位電路是利利用電容器充電實(shí)現(xiàn)用電容器充電實(shí)現(xiàn)的。上電瞬間，的。上電瞬間，RSTRST端的端的電位與電位與VCCVCC相同，隨著電容的逐步充電，充相同，隨著電容的逐步充電，充電電流減小。電電流減小。RSTRST電位逐漸下降。上電復(fù)位電位逐漸下降。上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振蕩器建立時(shí)間加上兩所需的最短時(shí)間是振蕩器建立時(shí)間加上兩個(gè)機(jī)器周期。在這段時(shí)間內(nèi)，個(gè)機(jī)器周期。在這段時(shí)間內(nèi)，RSTRST端口的電端口的電平應(yīng)維持高于斯密特觸發(fā)器的下閾值。平應(yīng)維持高于斯密特觸發(fā)器的下閾值。般般VCCV

21、CC的上升時(shí)間不超過(guò)的上升時(shí)間不超過(guò)1ms1ms，振蕩器建立，振蕩器建立時(shí)間不超過(guò)時(shí)間不超過(guò)10ms10ms。 復(fù)位電路的典型值：復(fù)位電路的典型值： 電容電容C C取取10F10F，R R取取8.2K8.2K。故時(shí)間常數(shù)故時(shí)間常數(shù)足以滿足要求。足以滿足要求。（1 1）上電復(fù)位）上電復(fù)位6310 108.2 1082RCms2021-12-21222.13 2.13 外部復(fù)位電路外部復(fù)位電路 外部復(fù)位電路如圖外部復(fù)位電路如圖2.132.13所示，所示，按下按鈕時(shí)，電源對(duì)外接電容器充按下按鈕時(shí)，電源對(duì)外接電容器充電，使電，使RSTRST為高電平，復(fù)位按鈕松為高電平，復(fù)位按鈕松開(kāi)后，開(kāi)后，電容通過(guò)內(nèi)

22、部下拉電阻放電，電容通過(guò)內(nèi)部下拉電阻放電，逐漸使逐漸使RSTRST端恢復(fù)低電平端恢復(fù)低電平。（2）外部復(fù)位電路2021-12-2123 程序計(jì)數(shù)器指針程序計(jì)數(shù)器指針PCPC 典型的復(fù)位電路既具有上電復(fù)位又具有典型的復(fù)位電路既具有上電復(fù)位又具有外部的復(fù)位電路如圖外部的復(fù)位電路如圖2.142.14所示，所示， 上電瞬間，上電瞬間，C C與與RxRx構(gòu)成充電電路，構(gòu)成充電電路，RSTRST引引腳出現(xiàn)正脈沖，只要腳出現(xiàn)正脈沖，只要RSTRST保持足夠的高電平，保持足夠的高電平，就能使單片機(jī)復(fù)位。就能使單片機(jī)復(fù)位。 參數(shù)選擇參數(shù)選擇： 一般取一般取C C22F22F，R R200,Rx200,Rx1K1

23、K，此時(shí)，此時(shí)， 當(dāng)按下按鈕時(shí)，當(dāng)按下按鈕時(shí)，RSTRST端電位：端電位：（1000/12001000/1200）5=4.2V5=4.2V，使單片機(jī)復(fù)位。，使單片機(jī)復(fù)位。6322 101 1022RCms 2.14 2.14 上電外部復(fù)位電路上電外部復(fù)位電路2021-12-2124（4 4）抗干擾復(fù)位電路）抗干擾復(fù)位電路2.15 2.15 兩種實(shí)用復(fù)位電路兩種實(shí)用復(fù)位電路 上面幾種復(fù)位電路，干擾信號(hào)易串入復(fù)位端。一般情況不會(huì)造成單片機(jī)上面幾種復(fù)位電路，干擾信號(hào)易串入復(fù)位端。一般情況不會(huì)造成單片機(jī)的錯(cuò)誤復(fù)位，但有可能引起內(nèi)部某些寄存錯(cuò)誤復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了的錯(cuò)誤復(fù)位，但有可能引起內(nèi)部某些寄存

24、錯(cuò)誤復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠地工作，保證復(fù)位電路可靠地工作，常將常將RCRC電路在接施密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)電路在接施密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)位端及外圍電路復(fù)位端位端及外圍電路復(fù)位端。圖。圖2.152.15給出了兩種實(shí)用電路。給出了兩種實(shí)用電路。2021-12-2125二、掉電處理二、掉電處理掉電保護(hù)方式掉電保護(hù)方式1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSiz eA4Date:27-Feb-2006Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌面MyDesign.ddbDrawn By:

25、23486751RS T/VPDP1.0555C1C20.1uFR110KVCC掉電保護(hù)：?jiǎn)纹瑱C(jī)如遇到掉電，掉電保護(hù)：?jiǎn)纹瑱C(jī)如遇到掉電，將導(dǎo)致片內(nèi)將導(dǎo)致片內(nèi)RAMRAM和和SFRSFR中的信息丟中的信息丟失。為避免發(fā)生此種情況，把失。為避免發(fā)生此種情況，把HMOSHMOS型的型的80518051單片機(jī)單片機(jī)RST/VPDRST/VPD引腳引腳作為備用電源，只要作為備用電源，只要VCCVCC上的電壓上的電壓低于低于VPDVPD上的電壓時(shí)，備用電源就上的電壓時(shí)，備用電源就通過(guò)通過(guò)VPDVPD端給內(nèi)部端給內(nèi)部RAMRAM供電，以低供電，以低功耗保持內(nèi)部功耗保持內(nèi)部RAMRAM中的數(shù)據(jù)，這種中的數(shù)據(jù)，

26、這種方式稱為掉電保護(hù)。掉電保護(hù)電方式稱為掉電保護(hù)。掉電保護(hù)電路如圖路如圖2.162.16所示：所示：2.16 2.16 掉電保護(hù)電路掉電保護(hù)電路2021-12-2126 如圖如圖2.162.16所示，當(dāng)電源電壓所示，當(dāng)電源電壓VCCVCC降到降到CPUCPU工作電源電壓工作電源電壓所允許的最低下限之前，所允許的最低下限之前，通過(guò)中斷服務(wù)程序通過(guò)中斷服務(wù)程序，把一些必須，把一些必須保護(hù)信息轉(zhuǎn)存到片內(nèi)保護(hù)信息轉(zhuǎn)存到片內(nèi)RAMRAM中，中，然后向然后向P1.0P1.0寫入寫入“0”0”，由，由P1.0P1.0輸出的低電平觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路輸出的低電平觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路555555。 在主電源恢復(fù)之前，片內(nèi)振

27、蕩器被封鎖，一切功能停在主電源恢復(fù)之前，片內(nèi)振蕩器被封鎖，一切功能停止，并依靠止，并依靠VPDVPD引腳提供的電源來(lái)保護(hù)片內(nèi)引腳提供的電源來(lái)保護(hù)片內(nèi)RAMRAM中的數(shù)據(jù)。中的數(shù)據(jù)。 當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，VPDVPD上的電壓應(yīng)保持足夠的時(shí)間（約上的電壓應(yīng)保持足夠的時(shí)間（約10ms10ms），以完成復(fù)位操作，然后開(kāi)始正常的工作。），以完成復(fù)位操作，然后開(kāi)始正常的工作。2021-12-21272.2.節(jié)電工作方式節(jié)電工作方式對(duì)于對(duì)于CHMOSCHMOS型單片機(jī)（如型單片機(jī)（如80C5180C51）才有節(jié)電方式。）才有節(jié)電方式。有兩種：有兩種：待機(jī)（空閑）方式；掉電保護(hù)（停機(jī)）方式待機(jī)（空閑）

28、方式；掉電保護(hù)（停機(jī)）方式。 持機(jī)持機(jī)( (空閑空閑) )方式：可使功耗減小，電流約為方式：可使功耗減小，電流約為1.71.75mA5mA； 掉電掉電( (停機(jī)停機(jī)) )方式：備用電源直接由方式：備用電源直接由VCCVCC端輸入，可僅端輸入，可僅功耗減到最小，電流一般為功耗減到最小，電流一般為5 550uA50uA。 因此，因此，CHMOSCHMOS型單片機(jī)特別適用于低功耗應(yīng)用的場(chǎng)合型單片機(jī)特別適用于低功耗應(yīng)用的場(chǎng)合。 2021-12-2128待機(jī)待機(jī)( (空閑空閑) )方式和掉電方式和掉電( (停機(jī)停機(jī)) )方式都是由專用寄存器方式都是由專用寄存器PCON(PCON(電源控制寄存器電源控制寄

29、存器) )中的有關(guān)位來(lái)控制的，其格式及各位中的有關(guān)位來(lái)控制的，其格式及各位的作用如下：的作用如下：(1)SMOD(1)SMOD：波特率倍增位。在串行口工作方式：波特率倍增位。在串行口工作方式1 1、2 2或或3 3下，下，SMODSMOD1 1使波特率加倍。使波特率加倍。(2)GFl(2)GFl和和GF2GF2：通用標(biāo)志位。由軟件置位、復(fù)位。：通用標(biāo)志位。由軟件置位、復(fù)位。2021-12-2129(3)PD(3)PD：掉電方式位。若：掉電方式位。若PDPD1 1，進(jìn)入掉電工作方式。，進(jìn)入掉電工作方式。(4)IDL(4)IDL：待機(jī)方式位。各：待機(jī)方式位。各IDLIDL1 1，進(jìn)入持機(jī)工作萬(wàn)式。，進(jìn)入持機(jī)工作萬(wàn)式。 當(dāng)當(dāng)PDPD扣扣IDLIDL同時(shí)為同時(shí)為l l，則先進(jìn)入掉電工作方式。復(fù)位后，則先進(jìn)入掉電工作方式。復(fù)位后，PSONPSON中所有定義位均為中所有定義位均為“0”0”。2021-12-2130（1 1）待機(jī)方式）待機(jī)方式 用指令使用指令使PCONPCON中的中的IDLIDL位置位置1 1，80C5180C51就進(jìn)入待機(jī)方式。就進(jìn)入待機(jī)方式。 在待機(jī)方式下，振蕩器繼續(xù)運(yùn)行，時(shí)鐘信號(hào)繼續(xù)提在待機(jī)方式下，振蕩器繼續(xù)運(yùn)行，時(shí)鐘信號(hào)繼續(xù)提供給中斷邏