功能寄存器复位的状态如图3-7所示。 复位不影响片内RAM存放的内容, 而ALE、PSEN在复位期间将输出高电平。由图3-7 可以看出,复位后:
(1)(PC)=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H,即单片机复位后从0000H单元开始执行程序;
(2)(PSW)=00H, 其中RS1(PSW.4)=0,RS0(PSW.3)=0,表示复位后单片机选择工作寄存器0组;
(3)(SP)=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立; (4) P0口~P3口锁存器为全1状态,说明复位后这些并行接口可以直接作输入口,无须向端口写1。
定时器/计数器、串行口、中断系统等特殊功能寄存器复位后的状态对各功能部件工作状态的影响。
能部件工作状态的影响。
图 3-7 PC与SFR复位状态表
单片机在时钟电路工作以后, 在RST/VPD端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时,则复位信号持续时间应不小于2us。
复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位以及“看门狗”
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复位三种类型。前两种见 图3-8所示。 “看门狗”电路则是一种集成有单片机的电源监测、按键复位以及对程序运行进行监控,防止程序“跑飞”而出现死机而设计的电路。
图3-8 (a)上电复位电路; (b)上电/外部复位电路
2.程序执行方式
程序执行方式是单片机的基本工作方式。由于复位后PC=0000H,因此程序执行总是从地址0000H开始,为此就得在0000H处开始的存储单元安放一条无条件转移指令,以便跳转到实际程序的入口去执行。
3.待机方式
待机方式也称空闲方式,是一种节电工作方式。在待机工作方式中,振荡器保持工作,时钟脉冲继续输出到中断、串行口、定时器等功能部件,使它们继续工作,但时钟脉冲不再送到CPU,因而CPU停止工作。
4.掉电方式
掉电方式,也被称为停机方式。在掉电方式中,振荡器工作停止,单片机内部所有功能部件停止工作。它同样是一种为降低功耗而设计的节电工作方式。
待机方式和掉电方式都是为了进一步降低功耗而设计的节电工作方式,它们特别适合于电源功耗要求很低的应用场合。这类系统往往
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是直流供电或停电时依靠备用电源供电,以维持系统的持续工作。CHMOS型单片机的节电方式是由特殊功能寄存器PCON控制,其具体使用可参考相关书籍和手册。空闲和掉电模式外部引脚状态 如下图 3-9 所示:
图 3-9 空闲和掉电模式外部引脚状态
5. 编程和校验方式
对于内部集成有EPROM可以进入编程或校验方式。 (1)内部EPROM编程
编程时,时钟频率应定在3-6MHz的范围内,其余各有关引脚的接法和用法如下:
P1口和P2口的P2.0~P2.3为EPROM的4k地址输入,P1为
8位地址;
P2.4~P2.6以及PSEN应为低电平; P0口为编程数据输入;
P2.7和RST应为高电平;RST的高电平可为2.5V,其余的都
以TTL的高低电平为准;
EA/VPP端加+21V的编程脉冲,此电压要求稳定,不能大于21.5V,否则会损坏EPROM
在出现正脉冲期间,ALE/PROG端加上50ms的负脉,完成一次写入。
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(2)EPROM程序校验
在程序的保险位未设置前,无论在写入的当时或写入以后,均可将片上程序存贮器的内容读出进行检验,在读出时,除P2.7脚保持为TTL低电平之外,其他引脚与写入EPROM的连接方式相同。要读出的程序存贮器单元地址由P1口和P2口的P2.0~P2.3送入,P2口的其他引脚及PSEN保持低电平,ALE、EA和RST接高电平,检验的单元内容由P0口送出。在检验操作时,需在P0的各位外部加上电阻10k?。
(3)程序存贮器的保险位
AT89S51内部有一个保险位,亦称保密位,一旦将该位写入便建立了保险,就可禁止任何外部方法对片内程序存贮器进行读写。将保险位写入以建立保险位的过程与正常写入的过程相似,仅只P2.6脚要加TTL高电平而不是像正常写入时加低电平,而P0、P1和P2的P2.0~P2.3的状态随意,加上编程脉冲后就可使保险位写入。
保险位一旦写入,内部程序存贮器便不能再被写入和读出校验,而且也不能执行外部存贮器的程序。只有将EPROM全部擦除时,保险位才能被一起擦除,也才可以再次写入。
通过以上对单片机硬件系统的简单介绍,应该已经掌握了单片机的内部结构及工作的原理和过程,但是单片机要实现它的强大控制功能特性,只有硬件是不能工作的,还必须依靠它的指令才能发挥单片机的强大作用。下面介绍单片机的指令系统。
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