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這兩位分別用來設定是否使單片機進入空閑模式和掉電模式。
1.空閑模式
當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,當使用硬件復位喚醒單片機時,程序將從頭開始執(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,當不用時,又忘記了關掉萬用表的電源,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,當進入掉電模式時功耗可降至0.1μA以下。
2.休眠模式
當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,當使用硬件復位喚醒單片機時,程序將從頭開始執(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,當計到5時,使單片機進入空閑(休眠)模式,同時關閉定時器,當單片機響應外部中斷后,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閉,這樣方可一直等待外部中斷的產(chǎn)生,如果不關閉定時器,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服務程序,當進入外部中斷服務程序后,首先將PCON中原先設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)結果如下:正常工作電流》空閑模式電流》休眠模式電流。