單片機(jī)電源管理寄存器PCON的用法

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)念^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)念^開始執(zhí)行。
【例】: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。
程序代碼如下：
#include //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)%6;
EA=1;
ET0=1;
EX0=1;
EX1=1;
P0=1;
while(1)
{
if(num>=20)
{
num=0;
num1++;
if(num1==6)
{
ET0=0;
PCON=0x02; (或PCON=0x01;)
}
a=num1/10;
b=num1;
}
display(a,b);
}
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%6;
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
P0=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，大家最好親自做實驗驗證)，接下來再重新開啟定時器0。在使用是還是保留中斷喚醒的中斷服務(wù)程序為好。
(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(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，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。

電源管理寄存器PCON
　　PCON主要是為CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，單元地址是87H，其結(jié)構(gòu)格式如下：
表2 PCON電源管理寄存器結(jié)構(gòu)
PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符號 SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL
在CHMOS型單片機(jī)中，除SMOD位外，其他位均為虛設(shè)的，SMOD是串行口波特率倍增位，當(dāng)SMOD=1時，串行口波特率加倍。系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)為SMOD=0。
各位的定義： SMOD：該位與串口通信有關(guān)。
SMOD=0; 串口方式1，2，3時，波特率正常。
SMOD=1; 串口方式1，2，3時，波特率加倍。
GF1,GF0:兩個通用工作標(biāo)志位，用戶可以自由使用。
PD:掉電模式設(shè)定位。
PD=0 單片機(jī)處于正常工作狀態(tài)。
PD=1 單片機(jī)進(jìn)入掉電（Power Down）模式，可由外部中斷或硬件復(fù)位模式喚醒，進(jìn)入掉電模式后，外部晶振停振，CPU、定時器、串行口全部停止工作，只有外部中斷工作。
IDL:空閑模式設(shè)定位。
IDL=0 單片機(jī)處于正常工作狀態(tài)。
IDL=1 單片機(jī)進(jìn)入空閑（Idle）模式，除CPU不工作外，其余仍繼續(xù)工作，在空閑模式下可由任一個中斷或硬件復(fù)位喚醒。