第七節 節電方式

MCS-51單片機中，有HMOS和CHMOS兩種工藝芯片。HMOS芯片本身運行功

耗大，不宜使用在低功耗應用系統中。但為了減少應用系統功耗，設置了掉電操作方式，即在正常運行時，單片機片內的RAM由主電源V_CC供電，當RST/VPD引腳端的電壓超

過V_CC（掉電）時，內部RAM將改為RST/VPD端的電源供電。若RST/VPD接有備用

電源，則當V_CC掉電時，此備用電源可維持內部RAM中數據不丟失。當電源VCC恢復供電時，只要VPD上的電壓保持足夠長的時間，待V_CC完成加電復位操作后，單片機系統就可重新開始正常運行。

CHMOS型單片機運行時耗電省，而且還提供兩種節電工作方式——待機方式和掉電方式，以進一步降低功耗，它們特別適用于電源功耗要求很低的應用場合，這類應用系統往往是直流供電或停電時依靠備用電源供電，以維持系統的持續工作。待機方式和掉電方式的內部控制電路如圖2-25所示。

圖2-25 待機和掉電方式控制電路

CHMOS型單片機的工作電源和后備電源加在同一個引腳V_CC，正常工作時電流為11～20mA，待機狀態時為1.7～5mA，掉電狀態時為5～50μA。在待機方式中，振蕩器保持工作，時鐘脈沖繼續輸出到中斷、串行口、定時器等功能部件，使它們繼續工作，但時鐘脈沖不再送到CPU，因而CPU停止工作。在掉電方式中，振蕩器工作停止，單片機內部所有的功能部件停止工作。

CHMOS型單片機的節電工作方式是由特殊功能寄存器PCON控制的，PCON的格式如下：

SMOD

—

—

—

GF1

GF0

PD

IDL

SMOD：串行口波特率倍率控制位。

GF1、GF0：通用標志位。

PD：掉電方式控制位。置“1”后使器件進入掉電方式。IDL：待機方式控制位。置“1”后使器件進入待機方式。

PCON.4～PCON.6為保留位，對于HMOS型單片機僅SMOD位有效。當IDL和

PD同時置“1”時，則器件先進入掉電方式。

一、待機方式

CPU執行一條置“1”PCON.0（IDL）的指令，就使它進入待機方式狀態，該指令是CPU執行的最后一條指令，這條指令執行完以后CPU停止工作。進入待機方式以后，中斷、串行口和定時器繼續工作。CPU現場（棧指針SP、程序計數器PC、程序狀態字PSW、累加器ACC等）、內部RAM和其他特殊功能寄存器內容維持不變，引腳保持進入待機方式時的狀態，ALE和PSEN保持邏輯高電平。

進入待機方式以后，有兩種方法使器件退出待機方式：

（1）中斷退出。由于在待機工作方式下，中斷系統仍可工作。因此，任何允許中斷請求變為有效時，均使硬件清“0”PCON.0（IDL），中止待機方式，CPU響應中斷，執行中斷服務程序，中斷處理完以后，從激活待機方式指令的下一條指令開始繼續執行程序。

（2）硬件復位退出。因為待機方式中振蕩器在工作，所以僅需兩個機器周期便完成復位。應用時需注意，激活待機方式的下一條指令不應是對口的操作指令和對外部RAM的寫指令，以防止硬件復位過程中對外部RAM的誤操作。

二、掉電方式

CPU執行一條置位PCON.1（PD）的指令，就使器件進入掉電方式，該指令是CPU執行的最后一條指令，執行完該指令后，便進入掉電方式，內部所有的功能部件都停止工作。在掉電方式期間，內部RAM和寄存器的內容維持不變，I/O引腳狀態和相關的特殊功能寄存器的內容相對應。ALE和PSEN為邏輯低電平。

退出掉電方式的唯一方法是硬件復位。復位以后特殊功能寄存器的內容被初始化，但RAM單元的內容仍保持不變。

在掉電方式期間，V_CC電源可以降至2V，但應注意只有當V_CC恢復正常值（5V）并經過一段時間后才可以使器件退出掉電方式。