第十一章 复位、时钟和省电方式控制 本章学习目标 掌握单片机的时钟...
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第十一章 复位、时钟和省电方式控制 本章学习目标 掌握单片机的时钟 掌握单片机的电源检测与控制. 正确复位和合适的时钟是单片机正常工作的基础，而单片机的省电方式控制可以降低系统的功耗，从而实现低功耗设计。 本章介绍 STC15F2K60S2 单片机的复位、时钟配置方法和单片机的供电电源检测和控制。. §11.1 复位. 复位就是单片机的初始化工作，复位后中央处理器（ CPU ）及单片机内的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。 复位分为热启动复位和冷启动复位两种，它们的区别如表 11-1 所示。. 表 11-1 热启动复位和冷启动复位. - PowerPoint PPT Presentation
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第十一章复位、时钟和省电方式控制
本章学习目标掌握单片机的时钟掌握单片机的电源检测与控制
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正确复位和合适的时钟是单片机正常工作的基础，而单片机的省电方式控制可以降低系统的功耗，从而实现低功耗设计。
本章介绍 STC15F2K60S2 单片机的复位、时钟配置方法和单片机的供电电源检测和控制。
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复位就是单片机的初始化工作，复位后中央处理器（ CPU ）及单片机内的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。 复位分为热启动复位和冷启动复位两种，它们的区别如表 11-1 所示。
§11.1 复位
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复位种类 复位源 复位现象
热启动复位
内部看门狗复位 单片机直接从用户程序区 0000H 处开始执行用户程序
通过控制 RESET 引脚产生的硬复位 从用户程序区 0000H 处开始直接执行用户程序
通过对 IAP_CONTR 寄存器送入 20H 产生的软复位
从用户程序区 0000H 处开始直接执行用户程序
通过对 IAP_CONTR 寄存器送入 60H 产生的软复位
从系统 ISP 监控程序区开始执行程序，如果检测不到合法的 ISP 下载命令流，将软复位到用户程序区执行用户程序
冷启动复位 系统停电后再上电引起的硬复位
从系统 ISP 监控程序区开始执行程序，如果检测不到合法的 ISP 下载命令流，将软复位到用户程序区执行用户程序
表 11-1 热启动复位和冷启动复位
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STC15F2K60S2 单片机有 6 种复位方式外部 RST 引脚复位软件复位掉电复位 / 上电复位（并可选择增加额外的复位延时 180ms ，也叫 MAX810 专用复位电路，其实就是在上电复位后增加一个 180ms 复位延时）内部低电压检测复位MAX810 专用复位电路复位看门狗复位
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1 、外部 RST 引脚复位外部 RST 引脚复位就是从外部向 RST 引脚施加一定宽度的复位脉冲，从而实现单片机的复位。P5.4/RST 引脚出厂时被配置为 I/O 口，要将其配置为复位功能，可在使用 ISP 下载程序时设置。如果 P5.4/RST 引脚已在 ISP 烧录程序时被设置为复位脚，那 P5.4/RST 就是芯片复位的输入脚。将 RST 复位脚拉高并维持至少 24 个时钟加 20us 后，单片机会进入复位状态，将 RST 复位脚拉回低电平后，单片机结束复位状态并从用户程序区的 0000H 处开始正常工作。
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2 、软件复位在系统运行过程中，有时会根据特殊需求，需要实现单片机系统软复位（热启动之一），传统的 8051 单片机由于硬件上未支持此功能，用户必须用软件模拟实现，实现起来较麻烦。STC15F2K60S2 单片机利用 ISP/IAP 控制寄存器 IAP_CONTR （地址为 C7H ，复位值为0000 x000B ）实现了此功能。用户只需简单的控制 IAP_CONTR 的其中两位 SWBS/SWRST 就可以系统复位了。
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ISP/IAP 控制寄存器 IAP_CONTR 的各位定义如下：
1） SWBS软件选择从用户应用程序区启动（ 0 ）从 ISP 程序区启动（ 1 ）要与 SWRST 配合才可以实现
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 IAPEN SWBS SWRST CMD_FAIL - WT2 WT1 WT0
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2） SWRST ：产生软件复位控制位。0 ：不操作1 ：产生软件系统复位，硬件自动清 0
要与 SWRST 配合才可以实现
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 IAPEN SWBS SWRST CMD_FAIL - WT2 WT1 WT0
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下面的描述中，用户应用程序区简称 AP 区，系统 ISP 监控程序区简称 ISP 区。
例如，从 AP 区软件复位并切换到 AP 区开始执行程序的 IAP_CONTR 设置代码为：
MOV IAP_CONTR,#00100000B;SWBS=0,SWRST=1( 选择 AP 区软复位 )从 ISP 区软件复位并切换到 AP 区开始执行程序的 IAP_CONTR 设置代码为：
MOV IAP_CONTR,#00100000B;SWBS=0,SWRST=1( 选择 AP 区软复位 )
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从 AP 区软件复位并切换到 ISP 区开始执行程序的 IAP_CONTR 设置代码为：
MOV IAP_CONTR,#01100000B
;SWBS=1,SWRST=1( 选择 ISP 区软复位 )
从 ISP 区软件复位并切换到 ISP 区开始执行程序的 IAP_CONTR 设置代码为：
MOV IAP_CONTR,#01100000B
;SWBS=1,SWRST=1( 选择 ISP 区软复位 )
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3） CMD_FAIL 如果送了 ISP/IAP 命令，并对 IAP_TRIG 送5AH/A5H 触发失败，则为 1 ，需要由软件清 0 。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 IAPEN SWBS SWRST CMD_FAIL - WT2 WT1 WT0
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3 、掉电复位 / 上电复位当电源电压 VCC 低于掉电复位 / 上电复位检测门槛电压时，所有的逻辑电路都会复位。当内部 VCC 上升至上电复位检测门槛电压以上后，延迟 32768 个时钟，掉电复位 / 上电复位结束。
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4、MAX810 专用复位电路复位STC15F2K60S2 单片机内部集成了 MAX810专用复位电路。若 MAX810 专用复位电路在 STC-ISP 编程器中被允许，则以后掉电复位 / 上电复位后将再产生约 180ms 复位延时，复位才能被解除。
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5 、内部低压检测复位除 了 上 电 复 位 检 测 门 槛 电 压外， STC15F2K60S2 单片机还有一组更可靠的内部低电压检测门槛电压。当电源电压 VCC 低于内部低电压检测（ LVD ） 门 槛 电 压 时 ， 可 产 生 复 位 （前提是 在STC-ISP 编程用户程序时，允许低电压检测复位，即将低电压检测门槛电压设置为复位门槛电压）。
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STC15F2K60S2 单片机内置了 8级可选的内部低电压检测门槛电压。
5V单片机的低电压检测门槛电压 3V单片机的低电压检测门槛电压
-40℃ 25℃ 85℃ -40℃ 25℃ 85℃
4.74 4.64 4.60 3.11 3.08 3.09
4.41 4.32 4.27 2.85 2.82 2.83
4.14 4.05 4.00 2.63 2.61 2.61
3.90 3.82 3.77 2.44 2.42 2.43
3.69 3.61 3.56 2.29 2.26 2.26
3.51 3.43 3.38 2.14 2.12 2.12
3.36 3.28 3.23 2.01 2.00 2.00
3.21 3.14 3.09 1.90 1.89 1.89
表 11-2 不同温度下单片机的低电压检测门槛电压（单位： V ）
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例如，当用户使用 5V 单片机时，可以根据单片机的实际工频率，在 STC-ISP 编程中选择表 11-2 中所列出的低电压检测门槛电压作为复位门槛电压。如：常温下工作频率是 20MHz 以上时，可以选择 4.32V 电压作为复位门槛电压；常温下工作频率是 12MHz 以下时，可以选择 3.82V 电压作为复位门槛电压。
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复位门槛电压的选择如图 11-1 所示。
选择复位门槛电压
图 11-1 复位门槛电压的选择
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如果在 STC-ISP 下载用户应用程序时，不将低电压检测设置为低电压检测复位，则在用户程序中用户可将低电压检测设置为低电压检测中断。当电源电压 VCC 低于内部低电压检测（ LVD ）门槛电压时，低电压检测中断请求标志位（ LVDF/PCON.5 ）就会被硬件置位。如果 ELVD/IE.6 （低电压检测中断允许位）设置为 1 ，低电压检测中断请求标志位就能产生一个低电压检测中断。建议在电压偏低时，不要操作 EEPROM/IAP ，编程时直接选择“低压禁止 IAP 操作”。
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6 、看门狗复位（ 1 ）看门狗定时器复位
在工业控制、汽车电子、航空航天等需要高可靠性的系统中，为了防止系统在异常情况下受到干扰， CPU 程序跑飞，导致系统长时间异常 工 作 ，往往需 要 在 系 统 中 使 用 看 门 狗（Watch Dog ）电路。
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看门狗电路的基本作用就是监视 CPU 的工作。如果 CPU 在规定的时间内没有按要求访问看门狗，就认为 CPU 处于异常状态，看门狗就会强迫 CPU 复位，使系统重新从头开始按规律执行用户程序。正常工作时，单片机可以通过一个 I/O 引脚定时向看门狗脉冲输入端输入脉冲（脉冲宽度只要不超出看门狗电路的溢出时间即可）。当系统死机时，单片机就会停止向看门狗脉冲输入端输入脉冲，超过一定时间后，看门狗电路就会发出复位信号，将系统复位，使系统恢复正常工作。
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STC15F2K60S2 单片机内部集成了看门狗定时器（ Watch Dog Timer，WDT ），使单片机系统可靠性设计变得更加方便、简洁。通 过 设 置 和 使 用 WDT 控 制 寄 存 器WDT_CONTR （ 地 址 为 C1H ， 复 位 值 为xx00 0000B ）来使用看门狗功能。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 WDT_FLAG - EN_WDT CLR_WDT IDLE_WDT PS2 PS1 PS0
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1）WDT_FLAG ：看门狗溢出标志位，溢出时该位由硬件置 1
可用软件将其清 0
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 WDT_FLAG - EN_WDT CLR_WDT IDLE_WDT PS2 PS1 PS0
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2） EN_WDT ：看门狗允许位该位当设置为“ 1” 时，看门狗启动。
3） CLR_WDT ：看门狗清零位 当设为“ 1” 时，看门狗将重新计数。硬件将自动清 0 此位。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 WDT_FLAG - EN_WDT CLR_WDT IDLE_WDT PS2 PS1 PS0
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4） IDLE_WDT ：看门狗“ IDLE” 模式（即空闲模式）位
当设置为“ 1” 时， WDT 在“空闲模式”计数；当清 0该位时， WDT 在“空闲模式”时不计数。
5） PS2、 PS1、 PS0：WDT预分频系数控制位。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 WDT_FLAG - EN_WDT CLR_WDT IDLE_WDT PS2 PS1 PS0
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WDT溢出时间的计算方法：
WDT 的溢出时间 =（ 12 × 预分频系数 × 32768 ) / 时钟频率
例如，时钟为 12MHz 时WDT 的溢出时间=（ 12 × 预分频系数 × 32768) / 12000000
= 预分频系数 × 393216 / 12000000
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常见的预分频系数设置和 WDT溢出时间如表11-3 所示。
图 10-6 LED 动态显示接口电路
PS2 PS1 PS0预分频
系数WDT 溢出时间
(20MHz)WDT 溢出时间
(12MHz)WDT 溢出时间 (11.0592MHz)
0 0 0 2 39.3ms 65.5ms 71.1ms
0 0 1 4 78.6 ms 131.0 ms 142.2 ms
0 1 0 8 157.3 ms 262.1 ms 284.4 ms
0 1 1 16 314.6 ms 524.2 ms 568.8 ms
1 0 0 32 629.1 ms 1.0485s 1.1377s
1 0 1 64 1.25s 2.0971s 2.2755s
1 1 0 128 2.5s 4.1943s 4.5511s
1 1 1 256 5s 8.3886s 9.1022s
表 11-3 WDT 的预分频和溢出时间
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使用 ISP 编程用户程序时，可以对看门狗进行设置，如图 11-2 所示。
看 门 狗 功 能设置区
图 11-2 看门狗设置
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当启用 WDT 后，用户程序必须周期性的复位WDT ，以证明程序正常运行。如果用户程序在一段时间之后不能复位 WDT，WDT 就会溢出，将强制 CPU 自动复位，从而确保程序不会进入死循环，或者执行到无程序代码区。复位 WDT 的方法是重写WDT 控制寄存器的内容。
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（ 2 ）看门狗定时器的使用WDT 的使用主要涉及 WDT 控制寄存器的设置以及 WDT 的定期复位。使用 WDT 的汇编语言程序如下：
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$INCLUDE (STC15.INC) ;包含 STC15F2K60S2 单片机寄存器定义文件ORG 0000HLJMP Initial… ; 其他入口定义ORG 0060H
Initial:MOV WDT_CONTR,#00111100B ;WDT 控制寄存器初始化;EN_WDT=1,CLR_WDT=1,IDLE_WDT=1,PS2=1,PS1=0,PS0=0… ; 其他初始化代码
Main_Loop: LCALL Display ;调用显示子程序LCALL Keyboard ;调用键盘扫描子程序… ; 其他程序代码MOV WDT_CONTR,#00111100B ; 复位 WDT… ; 其他代码LJMP Main_Loop
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使用 WDT的 C语言程序如下：#include “stc15.h”void main(void) { … // 其他初始化代码 WDT_CONTR=0x3c;//EN_WDT=1,CLR_WDT=1,IDLE_WDT= 1,PS2=1,PS1=0,PS0=0 while(1) { display(); keyboard(); … // 其他代码 WDT_CONTR=0x3c; // 复位 WDT } }
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§11.2 单片机的时钟一、时钟源选择
STC15F2K60S2 单片机除了可以使用传统的外部时钟外，还可以选择内部 R/C振荡器时钟源（内部时钟）。出厂标准配置是使用芯片内部的 R/C振荡器。振荡频率可选， -40 ~85℃ ℃ 时的温飘 ±1% ，常温下温飘可达 5‰ 。如果使用内部时钟，则可以省掉外部晶振。
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在下载用户程序时，可以在硬件选项中选中调节频率，然后在“选择 / 输入频率”下拉框中选择内部 R/C振荡时钟频率，如图 11-3 所示。
选择内部 R/C 振荡时钟频率
图 11-3 选择时钟源
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二、内部时钟分频和分频寄存器 如果希望降低系统功耗，可对内部时钟进行分频 。 利 用 时 钟 分 频 控 制 寄 存 器CLK_DIV(PCON2) 可进行主时钟分频，从而降低单片机工作时钟频率，降低功耗，降低EMI 。
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时钟分频寄存器 CLK_DIV ( 也称为 PCON2 ，地址为 97H ，复位值为 0000 x000B) 各位的定义如下：
位号 00 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 MCKO_S1 MCKO_S0 ADRJ Tx_Rx - CLKS2 CLKS1 CLKS0
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其中 CLKS2、 CLKS1和 CLKS0 用于设置分频系数，如表 11-4 所示。
位号 00 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 MCKO_S1 MCKO_S0 ADRJ Tx_Rx - CLKS2 CLKS1 CLKS0
CLKS2 CLKS1 CLKS0 分频后 CPU的实际工作时钟（称为系统时钟）0 0 0 主时钟频率 /1，不分频0 0 1 主时钟频率 /2
0 1 0 主时钟频率 /4
0 1 1 主时钟频率 /8
1 0 0 主时钟频率 /16
1 0 1 主时钟频率 /32
1 1 0 主时钟频率 /64
1 1 1 主时钟频率 /128
表 11-4 分频系数选择
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STC15F2K60S2 单片机的时钟结构如图 11-4所示。
不分频
÷2
÷4
÷8
÷16
÷32
÷64
÷128
000
001
010
011
100
101
110
111
CLKS2，CLKS1，CLKS0
主时钟系统时钟（SYSclk）
（至单片机及其外围设备）
图 11-4 STC15F2K60S2 单片机的时钟结构
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§11.3 单片机的电源检测与控制一、单片机的低电压检测 1 、低电压检测相关的寄存器
电源控制寄存器 PCON的 LVDF（ PCON.5 ）位是低电压检测标志位，同时也是低电压检测中断请求标志位。在正常工作和空闲工作状态时，如果内部工作电压Vcc 低于低电压检测门槛电压，该位自动置 1 ，与低电压检测中断是否被允许无关。即在内部工作电压Vcc 低于低电压检测门槛电压时，不管有没有允许低电压检测中断，该位都自动为 1 。该位要用软件清 0 ，清 0 后，如果内部工作电压 Vcc继续低于低电压检测门槛电压，该位又被自动设置为 1 。
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在进入掉电工作状态前，如果低电压检测电路未被允许可产生中断，则在进入掉电模式后，该低电压检测电路不工作以降低功耗。如果被允许可产生低电压检测中断，则在进入掉电模式后，该低电压检测电路继续工作，在内部工作电压 Vcc 低于低电压检测门槛电压后，产生低电压检测中断，可将 MCU 从掉电状态唤醒。
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中断控制允许位是 EA 和 ELVD ， ELVD 是低电压检测中断允许位。
ELVD = 0 时，禁止低电压检测中断；ELVD = 1 时，允许低电压检测中断。
中断优先级控制位是 PLVD ，具有两级中断优先级。中断请求标志位是 LVDF ，要由软件清 0 。如果要求在掉电模式下外部低压检测中断继续工作，可将 CPU 从掉电模式唤醒，则应将外部中断使能和时钟输出寄存器 INT_CLKO的LVD_WAKE （ INT_CLKO.3 ）位设置为 1 。
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2 、低电压检测的应用下面以一个具体实例，说明外部低电压检测功能的应用。
【例 11-1】编程实现外部低电压检测功能的应用。解： CPU 可以用查询方式查询 LVDF 标志位，推荐使
用中断方式。在中断服务程序中，将 LVDF 位清 0 ，再读 LVDF 位。如果为 0 ，则认为是电源抖动，如果为 1 ，则认为电源掉电，立即进行保存现场数据的工作。保存现场完成后，再将 LVDF 位清 0 ，再读LVDF 位的值。如果为 0 ，则认为电源系统恢复正常，此 时 CPU 可恢复 正 常 工 作 ， 如 果 为 1 ，继续将LVDF 位清 0 ，再读 LVDF 的值，用此方法，等到电源恢复正常，或电源彻底掉电， CPU 进入复位状态。
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下面用查询方式演示外部低电压检测功能的应用（各个口线对应的发光二极管在该口线为低电平时亮）。中断方式的使用方法，请读者自行设计。
$INCLUDE (STC15.INC)
;包含 STC15F2K60S2 单片机寄存器定义文件RUN_LED EQU P1.0 ; 程序工作指示灯ERROR_LED EQU P1.1 ; 出错指示灯Hi_Volt_LED EQU P1.2 ; 正常电压指示灯POWER_ON_LED EQU P1.3 ; 电源上电指示灯LOW_Volt_LED EQU P1.4 ; 低电压指示灯
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ORG 0000HLJMP MAINORG 0100H
MAIN:MOV SP, #70H ;堆栈指针指向 70H 单元SETB RUN_LED ;演示程序开始工作LCALL Delay ; 延时CLR RUN_LED ;演示程序开始工作LCALL Delay ; 延时SETB RUN_LED
MAIN1:MOV A,PCONJBC ACC.5,POWER_ON_1CLR ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LED
ERROR:LJMP ERROR
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POWER_ON_1:SETB ERROR_LEDCLR POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LEDLCALL Delay ; 延时
Continue_Read:MOV A,#11011111BANL PCON, ANOPMOV A,PCONJBC ACC.5,Low_Voltage
High_Voltage:SETB ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDCLR Hi_Volt_LEDSETB LOW_Volt_LEDLJMP Continue_Read
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Low_Voltage:SETB ERROR_LEDSETB POWER_ON_LEDSETB Hi_Volt_LEDCLR LOW_Volt_LEDLJMP Continue_Read
Delay: CLR A MOV R0, A MOV R1, A MOV R2, #30H
Delay_Loop: DJNZ R0, Delay_Loop DJNZ R1, Delay_Loop DJNZ R2, Delay_Loop RET END
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二、省电方式 STC15F2K60S2 单片机可以运行 3 种省电模式以降低功耗
低速模式空闲模式掉电模式
正常工作模式下， STC15F2K60S2 单片机的典型功耗是 2.7mA~7mA ，而掉电模式下的典型功耗<0.1uA ，空闲模式下的典型功耗是 1.8mA 。
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1 、省电方式的控制低 速 模 式 由 时 钟 分 频 器CLK_DIV（ PCON2 ）控制，而空闲模式和掉电模式的进入由电源控制寄存器PCON 的相应位控制。
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PCON （地址为 87H ，复位值为 30H ）寄存器的各位定义如下：
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL
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1） LVDF ：低电压检测标志位，同时也是低电压检测中断请求标志位。
2） POF ：上电复位标志位，单片机停电后，上电复位标志位为 1 ，可由软件清 0 。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL
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在实际应用中，该位可用来判断单片机复位是上电复位 （冷启动），还是外部复位脚输入复位信号产生的复位，还是内部看门狗复位，或者是软件复位或其他复位。用户可以在初始化程序中判断 POF 位是否为 1 ，并对不同情况进行不同的处理。判断方法如图 11-5 所示。
ÀäÆô¶¯£¨Éϵ縴룩ÍⲿÊÖ¶¯¸´Î»
»ò¿´ÃŹ·¸´Î»£¬»òÈí¼þ¸´Î»£¬
»òÆäËû¸´Î»
Y
NPOF=1£¿
½«POFÇåÁã 图 11-5 判断复位种类流程图
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3） PD ：将其置 1 时，单片机将进入掉电模式。掉电模式也叫停机模式，此时的典型功耗为 2μA 。进入掉电模式后，内部时钟停振， CPU 、定时器、看门狗、 A/D转换、串行口全部停止工作，只有外部中断继续工作。如果低电压检测电路被允许产生中断，则低电压检测电路也可继续工作，否则将停止工作。进入掉电模式后，所有的 I/O 口、特殊功能寄存器维持进入掉电模式前那一刻的状态不变。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL
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进入掉电模式的单片机可由外部中断唤醒。可将 CPU 从掉电模式唤醒的资源有： INT0/P3.2， INT1/P3.3， INT2/P3.6、 /INT3/P3.7、/INT4/P3.0， CCP0/CCP1/CCP2， RxD/RxD2，T0/T1/T2 和内部低功耗掉电唤醒专用定时器。STC15F2K60S2 单片机进入停机模式 / 掉电模式后，除了可以通过外部中断源进行唤醒外，使用掉电唤醒专用定时器，也可以将进入掉电模式后的单片机唤醒，使其恢复到正常工作状态。
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掉电唤醒专用定时器由特殊功能寄存器 WKTCH 和 WKTCL 进行管理和控制。WKTCL （地址为 AAH ，复位值为 00H ）各位的定义如下：
WKTCH （地址为 ABH ，复位值为 00H ）各位的定义如下：
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 WKTEN
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掉电唤醒专用定时器是一个 15 位定时器，{WKTCH[6:0] ， WKTCL[7:0]} 构成最长 15位计数值（ 32768 ），定时从 0 开始计数。
WKTEN ：掉电唤醒专用定时器的使能控制位。1 ：允许掉电唤醒专用定时器工作；0 ：禁止掉电唤醒专用定时器工作。
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通过软件将 WKTCH 寄存器中的 WKTEN 位置‘ 1’ ，允许掉电唤醒专用定时器工作后，当MCU 一旦进入掉电模式，掉电唤醒专用定时器就开始计数，直到计数到与 {WKTCH[6:0]，WKTCL[7:0]} 寄存器所设定的计数值相等后就启 动 系 统 振 荡 器 ， MCU 等 待32768/16384/8192/4096 个时钟（由用户在 ISP烧录程序时自行设置）后， MCU认为此时系统时钟从开始起振的不稳定状态已经过渡到稳定状态，才将时钟供给 CPU， CPU获得时钟后，程序从上次掉电的地方继续往下执行。
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电唤醒专用定时器计数一次的时间约为 488μs ，当然存在一定的误差。掉电唤醒专用定时器的计数时间为：
488μs×{WKTCH[6:0]，WKTCL[7:0]} 寄存器所设定的计数值
因此，掉电唤醒专用定时器最小计数时间约为 488μs
掉电唤醒专用定时器最长计数时间约为 488μs ×32768=15.99s
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利用掉电唤醒专用定时器唤醒单片机时，只需在 程 序 的 初 始 化 部 分 设 置 WKTCL 和WKTCH 即 可 ， 在{WKTCH[6:0] ， WKTCL[7:0]} 设 置 计数值 ，注意将 WKTCH 的最高位置 1 ，以允许掉电唤醒专用定时器工作。
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STC15F2K60S2 单 片 机 除 增 加 了 特 殊 功 能 寄 存 器WKTCL 和WKTCH 以外，还设计了 2 个隐藏的特殊功能寄存器 SL_WKTCL和 SL_WKTCH 来控制内部掉电唤醒专用定时器。
SL_WKTCL与WKTCL共用同一个地址SL_WKTCH与WKTCH共用同一个地址SL_WKTCL和 SL_WKTCH 是隐藏的，对用户不可见。用户对 WKTCL和WKTCH写入的内容同时也会写入SL_WKTCL和 SL_WKTCH 中。当外部中断提前将单片机从停机模式唤醒时，通过读WKTCL和WKTCH的内容 ( 实际是读 SL_WKTCL 和 SL_WKTCH 中的内容 ) ，可以读出单片机在停机模式 / 掉电模式等待的时间。
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4)IDL ：将其置 1 时，单片机将进入空闲模式（即 IDLE 模式）
在空闲模式下，仅 CPU无时钟，停止工作。外部中断、内部低电压检测电路、定时器、 A/D转换等其余模块仍正常运行。而看门狗在空闲模式下是否工作取决于其自身有一个“ IDLE” 模式位： IDLE_WDT(WDT_CONTR.3) 。当 IDLE_WDT 位被设置为“ 1” 时，看门狗定时器在“空闲模式”计数，即正常工作。当 IDLE_WDT 位被清“ 0” 时，看门狗定时器在“空闲模式”时不计数，即停止工作。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL
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在空闲模式下， RAM 、堆栈指针（ SP ）、程序计数器（ PC ）、程序状态字（ PSW ）、累加器（ A ）等寄存器都保持原有数据。 I/O 口保持着空闲模式被激活前那一刻的逻辑状态。空闲模式下单片机的所有外围设备都能正常运行（除 CPU无时钟不工作外）。当任何一个中断产生时，它们都可以将单片机唤醒，单片机被唤醒后， CPU 将继续执行进入空闲模式语句的下一条指令。
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有两种方式可以退出空闲模式外部中断、定时器中断、低电压检测中断以及A/D转换中断中的任何一个中断的产生都会引起 IDL/PCON.0 被硬件清除，从而退出空闲模式。外部 RST 引脚复位，将复位脚拉高，产生复位。这种拉高复位引脚来产生复位的信号源需要被保持 24 个时钟加上 20us ，才能产生复位，再将 RST 引脚拉低，结束复位，单片机从用户程序的 0000H 处开始正常工作。
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5)GF1和 GF0 是通用用户标志 1和 0 ，用户可以任意使用。
6)SMOD和 SMOD0 ：与电源控制无关，与串口有关，在此不作介绍。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL
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2 、省电方式的应用省电方式的应用主要涉及到省电方式的进入（设置 PCON ）和省电方式的退出（唤醒）两个方面。下面举例说明程序的设计方法。【例 11-2 】 设计程序，利用外部中断实现单片
机从掉电模式唤醒。
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#include “stc15.h”#include “intrins.h”sbit Begin_Led = P1^2; // 系统开始工作指示灯 unsigned char Is_Power_Down=0; //判断是否进入掉电模式标志sbit Is_Power_Down_Led_INT0=P1^7;// 掉电唤醒指示，在 INT0 中sbit Not_Power_Down_Led_INT0=P1^6;//非掉电唤醒指示，在 INT0 中sbit Is_Power_Down_Led_INT1=P1^5;// 掉电唤醒指示，在 INT1 中sbit Not_Power_Down_Led_INT1=P1^4;//非掉电唤醒指示，在 INT1 中sbit Power_Down_Wakeup_Pin_INT0 = P3^2; // 掉电唤醒管脚， INT0sbit Power_Down_Wakeup_Pin_INT1 = P3^3; // 掉电唤醒管脚， INT1sbit Normal_Work_Flashing_Led= P1^3; // 正常工作状态指示灯void Normal_Work_Flashing(void); void INT_System_init(void);
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void main(void) { unsigned char j=0; unsigned char wakeup_counter = 0;// 中断唤醒次数变量初始为 0 Begin_Led = 0; // 系统开始工作指示灯 INT_System_init(); // 中断系统初始化 while(1) { P2 = ~wakeup_counter; // 中断唤醒次数显示 ,先将 wakeup_counter取反 wakeup_counter++; // 中断唤醒次数修正 for(j=0;j<2;j++)
Normal_Work_Flashing(); // 系统正常工作指示灯 Is_Power_Down = 1; // 进入掉电模式之前，将其置 1 ，以供判断 PCON=0x02;// 执行完此句，单片机进入掉电模式，外部时钟停止振荡 _nop_(); // 外部中断唤醒后，先执行该语句，然后进入中断服务程序 _nop_(); //建议多加几个空操作指令 NOP ，以便观察 }} 图 10-16 单片机从 CH451 获得按键代码的过程
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void INT_System_init(void) // 中断系统初始化{ IT0 = 0; // 外部中断 0 ，上升沿和下降沿都可触发中断 EX0 = 1; // 允许外部中断 0 中断 IT1 = 1; // 外部中断 1 ，下降沿触发中断 EX1 = 1; // 允许外部中断 1 中断 EA = 1; // 开总中断控制位}
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void INT0_ISR(void) interrupt 0 // 外部中断 0服务程序{ if(Is_Power_Down) //判断掉电唤醒标志 { Is_Power_Down = 0; Is_Power_Down_Led_INT0=0;//点亮外部中断 0 掉电唤醒指示灯 while(Power_Down_Wakeup_Pin_INT0==0); //等待变高 Is_Power_Down_Led_INT0=1; //关闭外部中断 0 掉电唤醒指示灯 } else { Not_Power_Down_Led_INT0=0;//点亮 INT0 正常工作中断指示灯 while(Power_Down_Wakeup_Pin_INT0==0); //等待变高 Not_Power_Down_Led_INT0=1;//关闭 INT0 正常工作中断指示灯 }}
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void INT1_ISR(void) interrupt 2 // 外部中断 1服务程序{ if(Is_Power_Down) //判断掉电唤醒标志 { Is_Power_Down = 0; Is_Power_Down_Led_INT1 = 0; //点亮 INT1 掉电唤醒指示灯 while(Power_Down_Wakeup_Pin_INT1==0); //等待变高 Is_Power_Down_Led_INT1 = 1; //关闭 INT1 掉电唤醒指示灯 } else { Not_Power_Down_Led_INT1=0;//点亮 INT1 正常工作中断指示灯 while(Power_Down_Wakeup_Pin_INT1==0); //等待变高 Not_Power_Down_Led_INT1=1;//关闭 INT1 正常工作中断指示灯 }}
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void delay(void){ unsigned int j,k; for(k=0;k<2;++k) { for(j=0;j<=30000;++j) {
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } }}
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void Normal_Work_Flashing(void)
{
Normal_Work_Flashing_Led = 0;
delay();
Normal_Work_Flashing_Led = 1;
delay();
}
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【例 11-3 】 设计程序，利用外部中断实现单片机从掉电模式唤醒。
解：汇编语言程序如下： $INCLUDE (STC15.INC) ;包含 STC15F2K60S2 单片机寄存器定义文件
ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMPINT0_ISRORG 0013HLJMP INT1_ISR
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ORG 0100HMAIN:
MOV SP,#70HMOV R3, #0 ;P1 LED递增方式变化 , 表示程序开始运行MAIN_LOOP:MOV A, R3CPL AMOV P1, ALCALL DELAYINC R3MOV A, R3 SUBB A, #18H JC MAIN_LOOPMOV P1, #0FFH ;全部指示灯熄灭，表示进入掉电模式状态CLR IT0 ; 设置上升沿和下降沿都可以激活外部中断 0 SETB EX0 ; 允许外部中断 0CLR IT1 ; 设置上升沿和下降沿都可以激活外部中断 1SETB EX1 ; 允许外部中断 1 SETB EA ; 开中断 , 若不开中断，则不能从掉电模式中唤醒
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; 下条语句将使 CPU 进入空闲状态或掉电状态; 外部中断可以将 CPU 从掉电状态中唤醒，方法为 : 将外部中断脚拉
低MOV PCON,#00000010B ;令 PD=1, 进入掉电状态MOV P1, #0DFH ;1101,1111B 请注意 : ;1. 外部中断使 MCU退出掉电状态 , 执行本条指令后响应中断 ; 表现为 P1.5与 P1.7 的 LED 同时亮 (INT0唤醒 ) ;2. 外部中断使 MCU退出 idle 状态 ,先响应中断然后再执行本条指令 ,
; 表现为 P1.7 的 LED先亮 (INT0唤醒 ),P1.5 的 LED 后亮 ; 3. 实际使用掉电模式时 , 本语句应用 NOP 代替 NOP ; 实际使用掉电模式时 , 应在 PCON赋值语句后多加几个 NOPSJMP $ ;循环 , 停机
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INT0_ISR: ; 外部中断 0服务程序CLR P1.7 ;点亮 P1.7 LED 表示已响应 INT0 中断LCALL DELAY ; 延时是为了便于观察 , 实际应用不需延时RETI
INT1_ISR: ; 外部中断 1服务程序CLR P1.6 ;点亮 P1.6 LED 表示已响应 INT1 中断LCALL DELAY ; 延时是为了便于观察 , 实际应用不需延时RETI
DELAY: MOV R0, #0 MOV R1, #0 MOV R2, #02
DELAY_LOOP:DJNZ R0, DELAY_LOOPDJNZ R1, DELAY_LOOPDJNZ R2, DELAY_LOOPRETEND
