【正文】 優(yōu)點是成本低廉（幾分錢的成本）； 缺點： ① 穩(wěn)定性差（由于電阻、電容的穩(wěn)定性差，且標稱值有很大的離散性），其頻率會隨著溫度、電壓的變化而變化； ② 并且對于同樣的參數(shù)，不同的芯片其震蕩頻率也不同。 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 21 工作原理： ① 上電瞬間電容器 C上的電壓為 0V，所以觸發(fā)器 G1輸出 =0V。這樣，場效應管截止。此時電源對電容 C充電； ② 隨著時間的延續(xù)，電容器 C上的電壓逐漸升高，當Vc超過觸發(fā)器的 門限值 后， G1翻轉(zhuǎn)為高電平。 G1輸出的高電平有使場效應管導通并飽和，使管子的源極與漏極之間導通，使電容器上的電荷迅速放掉，這樣觸發(fā)器重新截止并導致場效應管再次截止。 R C Vdd 內(nèi)部時鐘 RC 建議值： 3k≤ Rext≤ 100k Cext ≧ 20pF G1 ① ② 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 22 R C Vdd 內(nèi)部時鐘 G1 ① ② Vdd Vc VG1 觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)閥值電壓 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 23 表 外接 RC時的 Rext和 Cext建議值 Cext Rext 頻 率 誤差率 20 pF KΩ 177。 27% 5 KΩ 177。 21% 10 KΩ 177。 21% 100 KΩ 177。 31% 100 pF KΩ 177。 13% 5 KΩ 177。 13% 10 KΩ 177。 18% 100 KΩ 177。 25% 300 pF KΩ 177。 10% 5 KΩ 177。 14% 10 KΩ 177。 15% 100 KΩ 177。 19% 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 24 引入外來時鐘源（ LP/XT/HS） 當單片機系統(tǒng)配置字將時鐘設定為 LP/XT/HS方式時，可以使用外部引入的時鐘信號，此時信號從 OSC1腳輸入，OSC2腳開路即可。 OSC1 (CLKIN) PIC16 OSC2 開路 來自外部時鐘 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 25 +5V 10K 10K 20pF 20pF 10K PIC16 OSC1 到其它芯片 外接并聯(lián)諧振電路 XTAL 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 26 外接串聯(lián)諧振電路 330K 330K PIC16 OSC1 到其它芯片 XTAL 返回本章目錄 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 27 小 結(jié) 1. 根據(jù)實際需要，綜合考慮 PIC時鐘系統(tǒng)的類型。 如：需要準確定時地場合下，要選用晶體震蕩方式（ XT、HS或 LP）；在低成本設計中可采用 RC模式等。 2. 選擇的頻率將影響單片機的功耗：頻率越高，單片機所消耗的電流就越大；頻率越低功耗越小。 3. RC振蕩模式具有成本低的優(yōu)點，適用于無準確定時要求的場合。 4. 單片機振蕩器模式的設定是運行“ MPLABICD‖ 燒寫程序時，通過對“配置位 Configuration Bit‖中的“震蕩模式 Oscillator‖ 來確定。 返回 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 28 復位系統(tǒng) 復位（ RESET）的英文原意是“ 重新設置 ”的意思。在單片機內(nèi)部，對應一個最明顯的操作： PC=0000H； 各種類型的微處理器都需要有復位電路，以確保從頭開始執(zhí)行程序或者重新從頭開始執(zhí)行程序。 復位操作是單片機的重要操作內(nèi)容，它保證單片機在運行時，有一個確定的、良好的開端。 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 29 幾種不同的復位方式 PIC單片機的復位電路設計的比較完善。引起單片機內(nèi)部復位的條件和原因大致可歸納為 5種情況： 1. 上電復位 （ /POR）； 2. 人工復位 （ /MCLR）； 3. 人工復位（睡眠狀態(tài)下） ； 4. 看門狗復位 （ /TO）； 5. 電源欠壓（掉電）復位 （ /BOR）。 ? 引起復位的方式不同，復位后，對內(nèi)部特殊功能寄存器的影響也各不相同，這是編程者需要注意的問題。 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 30 （一）上電復位 每次單片機上電時，上電復位電路都要對電源電壓進行 Vdd的上升進行檢測，當 Vdd上升到 ～ ,就會產(chǎn)生一個有效的復位信號。 復位后 PC=0000H。 整個復位過程為： 72mS+1024個時鐘周期 Vdd系統(tǒng)電源 電源檢測 POR 上電延時器PWRT 輸出 振蕩器定時器OST輸出 內(nèi)部復位 單片機狀態(tài) 72mS 1024Tosc 復位時間 開始工作 開始上電 返回上一次 上電 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 31 注意：不是所有的單片機都具備上電復位功能 對于不具備上電復位電路的單片機，在構造系統(tǒng)時必須外加“ 上電復位電路 ”（如 MCS51系列單片機）。也可以選擇、使用具有上電復位功能的“ 微處理器監(jiān)控電路 ”實現(xiàn)上述功能，但復位的電平極性要嚴格對應，否則系統(tǒng)將無法正常工作。 單片機 /RST Vdd 單片機 RST Vdd 具有高電平復位功能的上電復位電路 具有低電平復位功能的上電復位電路 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 32 （二） 人工復位 無論單片機處在何種狀態(tài)，只要在人工復位引腳 /MCLR上加入 低電平 ，就會使單片機復位（令 PC=0000H）； 當 /MCLR回到高電平時，單片機恢復工作，并從程序存儲器的 0000H處運行程序（因為 PC=0000H）。 返回上一次 PIC /MCLR 復位 工作 Vdd /MCLR 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 33 （三） 人工復位（單片機在睡眠期間） 使單片機脫離低功耗的睡眠狀態(tài)的方法之一； 單片機處于睡眠狀態(tài)時，時鐘系統(tǒng)和大多數(shù)電路都停止工作。只要在人工復位引腳 /MCLR上加入低電平，就會令單片機復位。 睡眠狀態(tài)下的人工復位： PC=0000H； /MCLR低電平撤出后，系統(tǒng)重新開始工作（從 0000H開始）。 返回上一次 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 34 （四）看門狗復位 如果單片機啟用了看門狗 WDT電路，只要沒有對 WDT周期性的清零（ CLRWDT —— 喂狗指令）， WDT就會出現(xiàn) 超時溢出 ，這個溢出信號就會引發(fā)單片機的復位。 單片機的工作狀態(tài)分為“ 工作狀態(tài) ”和“ 睡眠狀態(tài) ”。其復位的結(jié)果是不同的： 1. 若單片機處在運行程序的 “ 工作狀態(tài) ” 時，看門狗電路 的溢出將單片機復位（程序拉回到 0000H開始執(zhí)行）； 2. 若單片機處在低功耗的 “ 睡眠狀態(tài) ” 時，看門狗電路 的溢出只能將單片機從 SLEEP狀態(tài)下喚醒，開始執(zhí)行 SLEEP后面的程序（一般為 NOP指令）。 返回上一次 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 35 （五） 電源欠壓（掉電）復位 供電電壓過低（如 ～ —— 也稱 危險電壓區(qū) ）時，盡管可能 RAM寄存器中的數(shù)據(jù)不會丟失，但可能造成 CPU 讀程序的出錯！這往往比“死機”所產(chǎn)生的后果更嚴重。 72mS 72mS 72mS Vdd 內(nèi)部復位 Vdd 內(nèi)部復位 Vdd 內(nèi)部復位 返回上一次 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 36 表 PIC16F877復位或喚醒后部分 SFR的內(nèi)容 寄存器名稱 上電、掉電復位 人工、 WDT復位 中斷、 WDT 喚醒 W xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TMR0 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCL 00 00H 00 00H PC+1 STATUS 0001 1xxx 000q quuu uuuq quuu PORTA 0x 0000 0u 0000 uu uuuu xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCLATH 0 0000 0 0000 u uuuu INTCON 0000 000x 0000 000u uuuu uuuu OPTION_REG 1111 1111 1111 1111 uuuu uuuu TRISB 1111 1111 1111 1111 uuuu uuuu 【 注 】 u：無影響 x：未知 q：該值取決于條件 ：未使用，讀出時為 0 返回上一次 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 37 單片機內(nèi)部的復位操作處理 由于引發(fā)復位的 方式不同 ，所以復位操作對單片機的 影響也不同。 1. 無論何種方式，對單片機均會產(chǎn)生下列影響 ： ① 時基振蕩器處于起振準備狀態(tài)； ② 各個端口方向寄存器固定設定位“ 1‖，高阻輸入狀態(tài)； ③ 程序計數(shù)器 PC清零， CPU指向程序存儲器的 0000H單元； ④ 選項寄存器 OPTION_REG被置為全“ 1‖； ⑤ 看門狗 WDT和 預分頻器 全部清零； ⑥ 狀態(tài)寄存器 STATUS的體選位（高 3位）清零； ⑦ 當采用 RC振蕩方式時， OSC2被置為低電平輸出。 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 38 2. 除了上述的操作外，復位后有一些 特殊功能寄存器 的內(nèi)容會因復位方式而不同。 ① 狀態(tài)寄存器 STATUS（ 03H）中的 /TO和 /PD； ② 電源控制寄存器 PCON（ 8EH）的 /POR和 /BOR。 PIC單片機有 5種復位的操作。而 /TO、 /PD、 /POR和/BOR這些信息可以作為程序設計人員對單片機復位原因的判斷，再根據(jù)判斷結(jié)果采取不同的處理。這些判斷程序?qū)嶋H上就安排在 0000H（復位矢量入口地址）開始的地方。 當然，對于一些簡單的程序設計可以忽略這些復位信息：即一旦產(chǎn)生復位重新運行程序即可。 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 39 ③ 其它特殊功能寄存器因不同復位方式而顯現(xiàn)的狀態(tài)請參見教材 295頁。 /POR 上電復 位標志 /BOR 掉電復 位標志 /TO WDT超 時標志 /PD 降耗標志 復位原因 0 X 1 1 上電復位 0 X 0 X 非法組合 0 X X 0 非法組合 1 0 1 1 掉電（電源電壓跌落）鎖定復位 1 1 0 1 CPU工作期間的 WDT溢出復位 1 1 0 0 CPU睡眠期間 WDT的溢出復位 1 1 u u CPU工作期間的 /MCLR 手工復位 1 1 1 0 CPU睡眠期間的 /MCLR 手工復位 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 40 復位系統(tǒng)硬件邏輯 晶體 震蕩 時鐘 Vdd上 升沿檢測 G3 G4 G2 /SLEEP（睡眠狀態(tài)） BODEN（電源跌落使能） G5 使能 /PWRT=1時啟用 使能 OST=1時啟用 WDT S 復位 鎖存 R /Q 芯片復位 /MCLR Vdd OSC1/CLKIN 晶體震蕩時鐘片內(nèi) RC 振蕩器 10位串行計數(shù)器 G7 G8 10位串行計數(shù)器 G9 電源跌落 復位 第一部分 第二部分 第三部分 返回上一次 上電 72mS延時系統(tǒng) 起振 1024個時鐘延時電路 G6 2021/11/10 大連理工大學電工電子實驗中心 陳育斌 41 整個電路分為三個部分： 1. 上半部分將實現(xiàn)４種 復位信號 的 邏輯或 運算?；蜷T的高電平輸出將 RS觸發(fā)器置一（ /Q=0），從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的復位?？梢援a(chǎn)生復位信號的四種信號分別是： ① 人工復位； ② 看門狗超時溢出復位（受到狀態(tài) /SLEEP的屏蔽）； ③ 電源