單片機(jī)復(fù)位、程序執(zhí)行、低功耗以及編程和復(fù)位操作

說明

單片機(jī)有四種工作模式：復(fù)位、程序執(zhí)行、低功耗、編程和驗(yàn)證。

1.重置方法

(l) 復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要作用是初始化pC，使單片機(jī)執(zhí)行來自單元的程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化外，當(dāng)系統(tǒng)因程序運(yùn)行錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤而處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，還需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng).

除pC外，復(fù)位操作還會(huì)影響其他一些特殊功能寄存器，其復(fù)位狀態(tài)如上表所示。

復(fù)位操作也會(huì)影響微控制器的各個(gè)引腳信號。例如，在復(fù)位期間，ALE 和信號變?yōu)闊o效，即 ALE==1。 (2) 信號及其產(chǎn)生

①復(fù)位信號

RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號為高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)大于24個(gè)振蕩脈沖周期（即2個(gè)機(jī)器周期）。如果使用頻率為6MHz的晶振，復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4μs才能完成復(fù)位操作；產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如下圖所示。

整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)外兩部分。外電路產(chǎn)生的復(fù)位信號（RST）送到施密特觸發(fā)器，片上復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5p2時(shí)間對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣。只有這樣才能獲得內(nèi)部復(fù)位操作所需的信號。

②復(fù)位模式 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵手動(dòng)復(fù)位和外部脈沖復(fù)位三種模式，如下圖所示。

上電自動(dòng)復(fù)位是通過給外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，電路如上圖(a)所示。這樣只要電源VCC的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即上電完成系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵電平復(fù)位是通過一個(gè)電阻將復(fù)位端接到Vcc電源上來實(shí)現(xiàn)的，電路如上圖(b)所示。按鍵復(fù)位電路圖中的電阻電容參數(shù)適用于6MHz晶振，可以保證復(fù)位信號的高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。外部脈沖復(fù)位是外部提供的復(fù)位脈沖。這個(gè)復(fù)位脈沖的寬度應(yīng)該保持大于兩個(gè)機(jī)器周期，如上圖（c）所示。復(fù)位脈沖后，內(nèi)部下拉電阻保證RST端為低電平。

2.程序執(zhí)行方法

程序執(zhí)行模式是單片機(jī)的基本工作模式。由于 pC= 復(fù)位后，程序執(zhí)行總是從地址開始。但一般的程序并不是真正從頭開始，為此，必須在起始單元中存儲(chǔ)無條件轉(zhuǎn)移指令，才能跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序群執(zhí)行。

3.低功耗工作模式

有兩種低功耗模式，即待機(jī)模式和掉電保護(hù)模式。待機(jī)模式和掉電保護(hù)模式所涉及的硬件如上圖所示。待機(jī)模式和掉電模式由電源控制寄存器（pCON）的相關(guān)位控制。功率控制寄存器（pCON）寄存器是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，其格式如下：

其中：SMOD為波特率??倍增位，用于串口通信； CF1是

通用標(biāo)志位1； GF0為通用標(biāo)志位0； pD為掉電模式位，pD=1，則進(jìn)入掉電模式； IDL為待機(jī)模式位，IDL=1，則進(jìn)入待機(jī)模式。要使微控制器進(jìn)入待機(jī)或掉電工作模式，只需執(zhí)行一條指令使 IDL 或 pD 位為 1 即可。

(1)待機(jī)模式

④ 進(jìn)入待機(jī)模式。如果 pCON 寄存器的 IDL 位設(shè)置為 1，它將進(jìn)入待機(jī)模式。此時(shí)振蕩器仍在運(yùn)行，為中斷邏輯、串口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器電路提供時(shí)鐘，但為CpU提供時(shí)鐘的電路被阻塞，因此CpU無法工作，中斷功能繼續(xù)存在，但與CpU有關(guān)，如Sp、pC、pSW、ACC，所有通用寄存器都“凍結(jié)”在原始狀態(tài)。

②退出待機(jī)模式

使用中斷方式退出待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，如果引入外部中斷請求信號，pCON. bit 0（即pD位）由硬件自動(dòng)清0，單片機(jī)退出待機(jī)模式，進(jìn)入正常工作模式。中斷服務(wù)程序中只需安排一條RETI指令，MCU即可恢復(fù)正常運(yùn)行，返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行程序。

(2)掉電保護(hù)方法

①進(jìn)入掉電保護(hù)模式

pCON 寄存器的 pD 位控制微控制器進(jìn)入掉電保護(hù)模式。當(dāng)單片機(jī)檢測到掉電時(shí)，除信息保護(hù)外，還應(yīng)將pCON.I位置置“1”，使其進(jìn)入掉電保護(hù)模式。此時(shí)單片機(jī)的所有工作都停止，只保存內(nèi)部RAM單元的內(nèi)容。

②單片機(jī)的后備電源從掉電保護(hù)模式退出時(shí)的Vcc端引入。當(dāng)Vcc恢復(fù)正常時(shí)，只要硬件復(fù)位信號保持10ms，單片機(jī)就可以退出掉電保護(hù)模式。待機(jī)和掉電模式下的引腳狀態(tài)如下表所示。

4.編程方法

片上有一個(gè) 4K 字節(jié)的代碼存儲(chǔ)器陣列。有低壓編程和高壓編程（12V）兩種模式。低壓編程狀態(tài)為用戶在系統(tǒng)中編程提供了方便的方式，高壓編程（12V）模式適用于普通或編程器。

(1)存儲(chǔ)器編程方法上表列出了存儲(chǔ)器編程、校驗(yàn)、寫鎖定位和讀芯片標(biāo)志的邏輯電平。存儲(chǔ)器源代碼數(shù)組在上述兩種編程狀態(tài)下都是一字節(jié)的如果內(nèi)存不為空，則必須在芯片擦除狀態(tài)下擦除整個(gè)內(nèi)存。元素的內(nèi)容被保存。 ②掉電保護(hù)模式從Vcc端退出MCU后備電源。當(dāng)Vcc恢復(fù)正常時(shí)只要硬件復(fù)位信號保持10ms，MCU就可以退出掉電保護(hù)模式。待機(jī)和掉電模式下的引腳狀態(tài)如表4所示。

4.編程方法

片上有一個(gè) 4K 字節(jié)的代碼存儲(chǔ)器陣列。有低壓編程和高壓編程（12V）兩種模式。低壓編程狀態(tài)為用戶在系統(tǒng)中編程提供了方便的方式，高壓編程（12V）模式適用于普通或編程器。

(1)存儲(chǔ)器編程方法上表列出了存儲(chǔ)器編程、校驗(yàn)、寫鎖定位和讀芯片標(biāo)志的邏輯電平。存儲(chǔ)器源代碼數(shù)組在上述兩種編程狀態(tài)下都是一字節(jié)的編程。如果內(nèi)存不為空，則在芯片擦除時(shí)必須擦除整個(gè)內(nèi)存。

(2) 存儲(chǔ)器編程

①編程算法 編程前必須按照上表和上圖(a)、(b)設(shè)置地址、數(shù)據(jù)和控制信號。編程有以下步驟： (a) 在地址線上輸入內(nèi)存地址。 (b) 在數(shù)據(jù)行上輸入正確的數(shù)據(jù)。 (c) 正確的控制信號組合如上圖所示。 (d) 對于高壓編程模式單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51編程技術(shù)，將 EA 的反向 /Vpp 增加到 12V。 (e) 給 ALE/pROG 的逆程序一個(gè)編程脈沖。字節(jié)寫周期自行計(jì)時(shí)，一般不超過1.5ms。 (f) 更改地址和數(shù)據(jù)單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51編程技術(shù)，重復(fù)步驟 (a) ~ (e) 直到所有目標(biāo)文件（ObJ 文件）結(jié)束。

②數(shù)據(jù)查詢()具有通過數(shù)據(jù)查詢檢測寫周期結(jié)束的特性。在寫周期中，如果嘗試讀取剛剛寫入的字節(jié)，則會(huì)在 p0.7 引腳上得到寫入數(shù)據(jù)的反碼。一旦寫周期完成，剛剛寫入的真實(shí)數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在所有輸出上，因此可以開始下一個(gè)周期。寫周期開始后，可以隨時(shí)開始數(shù)據(jù)查詢。

③/busy（與RDY/bSY相反）字節(jié)編程的過程也可以通過RDY/bSY輸出信號來檢測。如上圖所示，編程時(shí)ALE/pRO升回高電平后，p3.4引腳被拉低，表示bUS；編程完成后再次拉高表示。

④程序驗(yàn)證如果鎖定位Lb1和Lb2沒有被編程，可以通過數(shù)據(jù)線回讀代碼數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。鎖定位無法直接驗(yàn)證，只能通過觀察其特性是否允許來間接驗(yàn)證。

⑤芯片對整個(gè)陣列的擦除和三個(gè)鎖定位的電擦除可以通過控制信號的正確組合并保持ALE/pROG反引腳低電平l0ms來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全部寫入“1”。并且在重復(fù)編程任何非空存儲(chǔ)字節(jié)之前，必須先執(zhí)行擦除操作。

⑥讀取特征字節(jié)的讀取程序與030H、031H、032H區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)程序類似，區(qū)別在于p3.6和p3.7必須為邏輯低電平，返回值如下：(030H)=1EH表示AT-MEL生產(chǎn)，(031H)=51H表示，(032H)=FFH表示12V編程，(032H)=05H表示5V編程。

(3)程序鎖定位和編程芯片的功能包含三個(gè)鎖定位，但沒有密碼數(shù)組?？梢酝ㄟ^編程(U)或編程(p)來獲得一些附加功能，如圖上表 不同的編程條件和程序鎖定位的特性 當(dāng)?shù)谝患壖用軙r(shí)，EA的反邏輯電壓被采樣并鎖存 在復(fù)位期間，如果器件上電而不是復(fù)位，則鎖存內(nèi)容為初始化為1個(gè)隨機(jī)值，直到復(fù)位操作結(jié)束。鎖定位的編程方法可參考表5中的邏輯電平。

當(dāng)前標(biāo)題：單片機(jī)復(fù)位、程序執(zhí)行、低功耗以及編程和復(fù)位操作
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