單片機課件第2章

1、12345678910111213 141516171819202122232425262728293031數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器3233343536373839404142 1 1、43444546 474849505152535455565758596061626364 單片機系統(tǒng)在運行程序過程中，如發(fā)生掉電故單片機系統(tǒng)在運行程序過程中，如發(fā)生掉電故障將會使障將會使RAM和寄存器中的數(shù)據(jù)丟失，其后果有和寄存器中的數(shù)據(jù)丟失，其后果有時是非常嚴(yán)重的。時是非常嚴(yán)重的。 為此，為此，MCS-51單片機可以設(shè)置掉電保護，進行單片機可以設(shè)置掉電保護，進行掉電變化處理。掉電變化處理。 具體作法是：具體作法

2、是： 1先把有用信息轉(zhuǎn)存先把有用信息轉(zhuǎn)存 2然后接通備用電源然后接通備用電源 651信息轉(zhuǎn)存信息轉(zhuǎn)存 所謂信息轉(zhuǎn)存是指當(dāng)電源出現(xiàn)故障時，立即將系所謂信息轉(zhuǎn)存是指當(dāng)電源出現(xiàn)故障時，立即將系統(tǒng)的有用信息轉(zhuǎn)存到內(nèi)部統(tǒng)的有用信息轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM中，它是通過中斷服中，它是通過中斷服務(wù)程序完成的。務(wù)程序完成的。 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，可以設(shè)置一個電壓檢測電路，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，可以設(shè)置一個電壓檢測電路，當(dāng)檢測到電源電壓下降時，便通過當(dāng)檢測到電源電壓下降時，便通過INT0或或INT1產(chǎn)生產(chǎn)生一個外部中斷請求，一個外部中斷請求，8051中斷響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程中斷響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序便可把有用信息送內(nèi)部序便

3、可把有用信息送內(nèi)部RAM中保護起來，這就是中保護起來，這就是通常所說的：通常所說的：“掉電中斷掉電中斷”。 66 信息轉(zhuǎn)存后還應(yīng)維持內(nèi)部信息轉(zhuǎn)存后還應(yīng)維持內(nèi)部RAM的供電，才能保的供電，才能保護轉(zhuǎn)存信息不被破壞。為此系統(tǒng)應(yīng)裝有備用電源，護轉(zhuǎn)存信息不被破壞。為此系統(tǒng)應(yīng)裝有備用電源，并在掉電后立即接通備用電源。并在掉電后立即接通備用電源。 備用電源由單片機備用電源由單片機RST/VPD引腳接入。引腳接入。 為了在掉電時能及時接通備用電源，系統(tǒng)中還需為了在掉電時能及時接通備用電源，系統(tǒng)中還需要備用電源與要備用電源與VCC電源的自動切換電路。電源的自動切換電路。 67 切換電路有兩個二極管切換電路有兩

4、個二極管組成，當(dāng)電源電壓組成，當(dāng)電源電壓VCC高于高于RSR/VPD引腳的備用電源引腳的備用電源電壓時，電壓時，D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止，截止，內(nèi)部內(nèi)部RAM由由VCC電源供電。電源供電。當(dāng)當(dāng)VCC電源電壓降至備用電電源電壓降至備用電源電壓以下時，源電壓以下時，D1截止，截止，D2導(dǎo)通，內(nèi)部導(dǎo)通，內(nèi)部RAM由備用由備用電源供電。這時，單片機電源供電。這時，單片機就進入掉電保護方式。就進入掉電保護方式。 68 由于備用電源容量有限，系統(tǒng)在掉電后，可以使時由于備用電源容量有限，系統(tǒng)在掉電后，可以使時鐘電路和鐘電路和CPU停止工作，但內(nèi)部停止工作，但內(nèi)部RAM和寄存器應(yīng)繼續(xù)和寄存器應(yīng)繼續(xù)工作以保持其

5、內(nèi)容。為此，有人把備用電源提供的僅工作以保持其內(nèi)容。為此，有人把備用電源提供的僅維持單片機內(nèi)部維持單片機內(nèi)部RAM工作的最低消耗電流形象地稱為工作的最低消耗電流形象地稱為“饑餓電流饑餓電流”。 當(dāng)電源當(dāng)電源VCC恢復(fù)時，恢復(fù)時，RST/VPD端備用電壓還應(yīng)繼續(xù)端備用電壓還應(yīng)繼續(xù)維持一段時間（約維持一段時間（約10ms），以給其它電路從啟動到穩(wěn)），以給其它電路從啟動到穩(wěn)定工作留出足夠的過渡時間來，然后才結(jié)束掉電保護定工作留出足夠的過渡時間來，然后才結(jié)束掉電保護狀態(tài)，使單片機恢復(fù)正常工作。當(dāng)然，單片機恢復(fù)正狀態(tài)，使單片機恢復(fù)正常工作。當(dāng)然，單片機恢復(fù)正常工作以后的第一件事情就是恢復(fù)被保護的信息。常

6、工作以后的第一件事情就是恢復(fù)被保護的信息。69 HMOS型型8051在掉電保護情況下，備用電源給單片在掉電保護情況下，備用電源給單片機低功耗供電，因此掉電保護方式就是低功耗方式。機低功耗供電，因此掉電保護方式就是低功耗方式。 CHMOS型型80C51與與8051不同，它有兩種低功耗方不同，它有兩種低功耗方式：待機工作方式和掉電保護方式。式：待機工作方式和掉電保護方式。 待機工作方式和掉電保護方式都是由特殊功能寄存待機工作方式和掉電保護方式都是由特殊功能寄存器器PCON （電源控制寄存器）的有關(guān)位來控制的。（電源控制寄存器）的有關(guān)位來控制的。 二、二、80C51的低功耗方式的低功耗方式70PCO

7、N寄存器格式如下：寄存器格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD GF1 GF0 PD IDL其中：其中：SMOD 在串行通信時使用的波特率倍增位。在串行通信時使用的波特率倍增位。GF0、GF1 通用標(biāo)志位。通用標(biāo)志位。PD（PCON.1）掉電方式位。若）掉電方式位。若PD=1，則進入掉電保，則進入掉電保護方式。護方式。IDL（PCON.0） 待機方式位。若待機方式位。若IDL=1，則進入待，則進入待機方式。機方式。若若PD和和IDL同時為同時為1時，則先進入掉電保護方式。時，則先進入掉電保護方式。二、二、80C5180C51的低功耗方式的低功耗方式71執(zhí)行指令執(zhí)行

8、指令 SETB IDL進入待機方式進入待機方式 使使IDL位置位置1，則，則80C51便進入待機工作方式。便進入待機工作方式。這時振蕩器仍然工作，并向中斷邏輯、串行口和這時振蕩器仍然工作，并向中斷邏輯、串行口和定時器定時器/計數(shù)器電路提供時鐘，但送往計數(shù)器電路提供時鐘，但送往CPU時鐘的時鐘的信號被封鎖，信號被封鎖，CPU不能工作，與不能工作，與CPU有關(guān)的如有關(guān)的如SP、PC、PSW、ACC以及其它通用寄存器也都保持以及其它通用寄存器也都保持在原狀態(tài)。故也稱為在原狀態(tài)。故也稱為凍結(jié)工作方式。凍結(jié)工作方式。 72退出待機工作方式的方法有兩種：退出待機工作方式的方法有兩種： 中斷退出中斷退出 待

9、機工作方式下，待機工作方式下，中斷系統(tǒng)仍在工作中斷系統(tǒng)仍在工作，中斷，中斷服務(wù)程序中只需安排一條服務(wù)程序中只需安排一條RETI指令，就能恢復(fù)指令，就能恢復(fù)正常工作而返回斷點繼續(xù)執(zhí)行程序。正常工作而返回斷點繼續(xù)執(zhí)行程序。 硬件復(fù)位退出硬件復(fù)位退出 由于由于振蕩器一直在工作振蕩器一直在工作，因此，硬件復(fù)位只，因此，硬件復(fù)位只需保持兩個機器周期即可完成。需保持兩個機器周期即可完成。 73 PCON中的通用標(biāo)志位中的通用標(biāo)志位GF0和和GF1可用來指示中斷可用來指示中斷是在正常運行期間，還是在待機工作方式期間發(fā)生是在正常運行期間，還是在待機工作方式期間發(fā)生的。的。 例如，在執(zhí)行置位待機工作方式之前設(shè)置

10、了例如，在執(zhí)行置位待機工作方式之前設(shè)置了GF0或或GF1標(biāo)志位，當(dāng)有中斷請求信號，并退出待機工作標(biāo)志位，當(dāng)有中斷請求信號，并退出待機工作方式時，中斷服務(wù)程序可檢查這些標(biāo)志位，使程序方式時，中斷服務(wù)程序可檢查這些標(biāo)志位，使程序作出正確判斷。作出正確判斷。74執(zhí)行指令執(zhí)行指令 SETB PD掉電保護工作方式掉電保護工作方式 此時此時片內(nèi)振蕩器停止片內(nèi)振蕩器停止工作，工作， 因此單片機所有因此單片機所有運行狀態(tài)都停止運行狀態(tài)都停止， 只有只有內(nèi)部內(nèi)部RAM和和SFR中的內(nèi)容被保存中的內(nèi)容被保存起來。起來。 退出掉電保護方式，退出掉電保護方式，只能用硬件復(fù)位只能用硬件復(fù)位， 復(fù)位操作將重新定義所有的復(fù)位操作將重新定義所有的SFR， 但不改變片內(nèi)但不改變片內(nèi)RAM的內(nèi)容。的內(nèi)容。 75 注意：注意： 只有在只有在VCC 恢復(fù)到正常工作電壓后，才能啟動恢復(fù)到正常工作電壓后，才能啟動復(fù)位，而且復(fù)位應(yīng)保持足夠長的時間，以便使振復(fù)位，而且復(fù)位應(yīng)保持足夠長的時間，以便使振蕩器起振并達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)，該時間不小于蕩器起振并達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)，該時間不小于10毫秒。毫秒。 80C51單片機除進入掉電保護方式的方法與單片機除進入掉電保護方式的方法與8051不同外，還有備用電源由不同外，還有備用電源由V