用51hei-5板子學(xué)習(xí)單片機(jī)的空閑與掉電模式

    我們知道單片機(jī)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(jī)進(jìn)入空閑模式和掉電模式。
1. 空閑模式
     當(dāng)單片機(jī)進(jìn)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(yùn)行，那么計數(shù)器寄存器中的值還將會增加。單片機(jī)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(jī)時，程序從原來停止處繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)使用硬件復(fù)位喚醒單片機(jī)時，程序?qū)�從頭開始執(zhí)行。
     讓單片機(jī)進(jìn)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(jī)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(shí)現(xiàn)就是使用了單片機(jī)的空閑模式或是掉電模式。以STC89系列單片機(jī)為例，當(dāng)單片機(jī)正常工作時的功耗通常為4mA～7mA，進(jìn)入空閑模式時其功耗降至2mA，當(dāng)進(jìn)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(jī)進(jìn)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(jī)進(jìn)入休眠模式的指令將成為休眠前單片機(jī)執(zhí)行的最后一條指令，進(jìn)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(jī)，需要注意的是，使用中斷喚醒單片機(jī)時，程序從原來停止處繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)使用硬件復(fù)位喚醒單片機(jī)時，程序?qū)�從頭開始執(zhí)行。
 下面的例子演示單片機(jī)進(jìn)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】:在實(shí)驗(yàn)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(jī)進(jìn)入空閑(休眠)模式，同時關(guān)閉定時器，當(dāng)單片機(jī)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 <reg52.h>      //52系列單片機(jī)頭文件
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula=P2^6;  //申明U1鎖存器的鎖存端
sbit wela=P2^7;  //申明U2鎖存器的鎖存端
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
uchar num;
void delayms(uint);
void display(uchar shi,uchar ge)  //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);
}
void delayms(uint xms)    
{
 uint i,j;
 for(i=xms;i>0;i--)        //i=xms即延時約xms毫秒
  for(j=110;j>0;j--);
}
void main()
{
 uchar a,b,num1;
 TMOD=0x01; //設(shè)置定時器0為工作方式1(0000 0001)
 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);
 }
}
void timer0() interrupt 1
{
 TH0=(65536-50000)/256;
 TL0=(65536-50000)%256;
 num++; 
}
void ex_int0() interrupt 0
{
 PCON=0;
 ET0=1;
}
void ex_int1() interrupt 2
{
 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(jìn)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(jī)，使其退出休眠模式，這樣我們便看不出進(jìn)入休眠模式和返回的過程。
(3)void ex_int0() interrupt 0 
 {
  PCON=0;
  ET0=1;
 }
 這是外部中斷0服務(wù)程序，當(dāng)進(jìn)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(yùn)行，大家最好親自做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)，接下來再重新開啟定時器0。
 (4)下載程序后，實(shí)驗(yàn)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(jī)進(jìn)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，(或者直接按下板子上的int0鍵)，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(jī)從正常工作模式進(jìn)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(jī)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。