單片機空閑模式和掉電模式的設(shè)定方法

我們知道單片機內(nèi)部有一個電源管理寄存器PCON，這個寄存器的最低兩位，IDL和PD這兩位分別用來設(shè)定是否使單片機進入空閑模式和掉電模式。

1.空閑模式

當(dāng)單片機進入空閑模式時，除CPU處于休眠狀態(tài)外，其余硬件全部處于活動狀態(tài)，芯片中程序未涉及到的數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)在空閑模式期間都將保持原值。但假若定時器正在運行，那么計數(shù)器寄存器中的值還將會增加。單片機在空閑模式下可由任一個中斷或硬件復(fù)位喚醒，需要注意的是，使用中斷喚醒單片機時，程序從原來停止處繼續(xù)運行，當(dāng)使用硬件復(fù)位喚醒單片機時，程序?qū)念^開始執(zhí)行。

讓單片機進入空閑模式的目的通常是為了降低系統(tǒng)的功耗，舉個很簡單的例子，大家都用過數(shù)字萬用表，在正常使用的時候表內(nèi)部的單片機處于正常工作模式，當(dāng)不用時，又忘記了關(guān)掉萬用表的電源，大多數(shù)表在等待數(shù)分鐘后，若沒有人為操作，它便會自動將液晶顯示關(guān)閉，以降低系統(tǒng)功耗，通常類似這種功能的實現(xiàn)就是使用了單片機的空閑模式或是掉電模式。以STC89系列單片機為例，當(dāng)單片機正常工作時的功耗通常為4mA～7mA，進入空閑模式時其功耗降至2mA，當(dāng)進入掉電模式時功耗可降至0.1μA以下。

2.休眠模式

當(dāng)單片機進入掉電模式時，外部晶振停振、CPU、定時器、串行口全部停止工作，只有外部中斷繼續(xù)工作。使單片機進入休眠模式的指令將成為休眠前單片機執(zhí)行的最后一條指令，進入休眠模式后，芯片中程序未涉及到的數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)都將保持原值。可由外部中斷低電平觸發(fā)或由下降沿觸發(fā)中斷或者硬件復(fù)位模式換醒單片機，需要注意的是，使用中斷喚醒單片機時，程序從原來停止處繼續(xù)運行，當(dāng)使用硬件復(fù)位喚醒單片機時，程序?qū)念^開始執(zhí)行。
?

下面的例子演示單片機進入空閑和休眠模式，并且演示出從空閑和休眠模式中喚醒的過程。

【例】：在TX-1C實驗板上完成如下描述，開啟兩個外部中斷，設(shè)置低電平觸發(fā)中斷，用定時器計數(shù)并且顯示在數(shù)碼管的前兩位，當(dāng)計到5時，使單片機進入空閑（休眠）模式，同時關(guān)閉定時器，當(dāng)單片機響應(yīng)外部中斷后，從空閑（休眠）模式返回，同時開啟定時器。

新建文件part3.4.1.c，程序代碼如下：

#include//52系列單片機頭文件

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitdula=P2^6;//申明U1鎖存器的鎖存端

sbitwela=P2^7;//申明U2鎖存器的鎖存端

ucharcodetable［］={

0x3f，0x06，0x5b，0x4f，

0x66，0x6d，0x7d，0x07，

0x7f，0x6f，0x77，0x7c，

0x39，0x5e，0x79，0x71};

ucharnum;

voiddelayms（uint）;

voiddisplay（ucharshi，ucharge）//顯示子函數(shù)

{

dula=1;

P0=table［shi］;//送十位段選數(shù)據(jù)

dula=0;

P0=0xff;//送位選數(shù)據(jù)前關(guān)閉所有顯示，防止打開位選鎖存時

wela=1;//原來段選數(shù)據(jù)通過位選鎖存器造成混亂

P0=0xfe;//送位選數(shù)據(jù)

wela=0;

delayms（5）;//延時

dula=1;

P0=table［ge］;//送個位段選數(shù)據(jù)

dula=0;

P0=0xff;

wela=1;

P0=0xfd;

wela=0;

delayms（5）;

}

voiddelayms（uintxms）

{

uinti，j;

for（i=xms;i》0;i--）//i=xms即延時約xms毫秒

for（j=110;j》0;j--）;

}

voidmain（）

{

uchara，b，num1;

TMOD=0x01;//設(shè)置定時器0為工作方式1（00000001）

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%256;

EA=1;

ET0=1;

EX0=1;

EX1=1;

TR0=1;

while（1）

{

if（num》=20）

{

num=0;

num1++;

if（num1==6）

{

ET0=0;

PCON=0x02;（或PCON=0x01;）

}

a=num1/10;

b=num1%10;

}

display（a，b）;

}

}

voidtimer0（）interrupt1

{

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%256;

num++;

}

voidex_int0（）interrupt0

{

PCON=0;

ET0=1;

}

voidex_int1（）interrupt2

{

PCON=0;

ET0=1;

}

分析：

（1）EA=1;開總中斷

ET0=1;開定時器0中斷

EX0=1;開外部中斷0

EX1=1;開外部中斷1

TR0=1;啟動定時器0

（2）主程序中有“ET0=0;”下句是“PCON=0x02;”意思是在進入休眠模式之前要先把定時器關(guān)閉，這樣方可一直等待外部中斷的產(chǎn)生，如果不關(guān)閉定時器，定時器的中斷同樣也會喚醒單片機，使其退出休眠模式，這樣我們便看不出進入休眠模式和返回的過程。

（3）voidex_int0（）interrupt0

{

PCON=0;

ET0=1;

}

這是外部中斷0服務(wù)程序，當(dāng)進入外部中斷服務(wù)程序后，首先將PCON中原先設(shè)定的休眠控制位清除（如果不清除，程序也可以正常運行，大家最好親自做實驗驗證），接下來再重新開啟定時器0。

（4）下載程序后，實驗現(xiàn)象如下：數(shù)碼管從“00”開始遞增顯示，到“05”后，再過一秒后，數(shù)碼管變成只顯示一個“5”，單片機進入休眠或空閑模式，用導(dǎo)線一端連接地，另一端接觸P3.2或P3.3，數(shù)碼管重新從“06”開始顯示，遞增下去。整個過程演示了單片機從正常工作模式進入休眠模式或空閑模式，然后再從休眠模式或空閑模式返回到正常工作模式。

（5）測試過程大家可將數(shù)字萬用表調(diào)節(jié)到電流檔，然后串接入電路中，觀察單片機在正常工作模式、休眠模式、空閑模式下流過系統(tǒng)的總電流變化情況，經(jīng)測試可發(fā)現(xiàn)結(jié)果如下：正常工作電流》空閑模式電流》休眠模式電流。