利用C8051F310內置比較器0實現掉電模式

　　在測量、控制等領域，常要求單片機內部RAM中的數據在電源掉電時不丟失，重新加電時，RAM中的數據能夠保存完好,且系統(tǒng)在電源恢復后，能夠繼續(xù)執(zhí)行程序。利用C8051F310單片機內置比較器0對電源電壓進行實時檢測，主電源掉電時，執(zhí)行比較器0中斷服務程序，保存特殊功能寄存器內容，并置單片機于掉電模式以降低功耗，由備用電池對單片機供電，保持RAM中的數據不丟失。

　　基于C8051F310單片機的以下幾點，提出了本文題目要討論的內容，并且已通過實驗測試。

　?、?C8051F310單片機進入掉電模式，CPU停止運行，所有的中斷和定時器（時鐘丟失檢測器除外）都處于非活動狀態(tài)，內部振蕩器被停止（模擬外設保持在所選擇的狀態(tài)，外部振蕩器不受影響）。供電電壓大于1.5 V即可保持RAM中的數據不變，且功率消耗極低，電流小于0.1 μA。
　?、?C8051F31x器件內部有2個電壓比較器，在比較器輸出的上升沿和下將沿都可以產生中斷。比較器的響應時間是可編程的，比較器的正向和負向回差電壓也是可配置的。
　?、?比較器的輸出可以是與系統(tǒng)時鐘同步的或者是不同步的。即使在系統(tǒng)時鐘停止時，比較器異步輸出CP0A信號仍然可用，這就允許比較器在器件處于停機方式時工作并產生輸出。當被禁止時，比較器的電源電流降到小于 100 nA。
　?、?C8051F310運行后，在復位期間內部數據存儲器的內容不發(fā)生改變，復位前存儲的數據保持不變。堆棧中的數據不發(fā)生變化。

圖1 單片機電源與電壓檢測原理

　　在C8051F310系統(tǒng)設計中，使用電池作為備用電源（電池電壓大于C8051F310的RAM數據保持電壓即可, 1.5 V），單片機電源與電壓檢測原理如圖1所示。主電源正常時，調整電位器，使CP0+端電壓略大于CP0-端電壓。電壓檢測部分有兩個功能：一是為單片機內置比較器提供模擬輸入信號；二是運算放大器輸出驅動LED燈，指示主電源正常。也可通過交叉開關將CP0A連到端口引腳，替代圖1中的功率放大器驅動電源指示燈。前提條件是進入掉電模式前不禁止比較器且電池電壓大于單片機最低工作電壓，這會增加掉電期間電池功耗。

　　主電源VCC正常時，主電源電壓高于電池電壓，系統(tǒng)由主電源供電。 主電源發(fā)生意外使電壓下降或者丟失時，比較器0對單片機發(fā)出斷電中斷請求，單片機響應中斷，利用主電源上濾波電容上的剩余儲電，以最短的時間進入并執(zhí)行中斷服務子程序。在中斷服務子程序中，將一些必須保護的特殊功能寄存器中的內容保存到RAM（可利用堆棧區(qū)），關閉比較器、模數轉換等模擬外設，降低功耗，最后建立掉電保護標記并使單片機進入停機工作狀態(tài)。主電源恢復后，單片機執(zhí)行上電復位，從掉電時斷點處繼續(xù)執(zhí)行程序。