【正文】 WDT清零，而且將分頻器同時(shí)清零（分頻器配置給 WDT時(shí)），而分頻比和配置關(guān)系不變。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 86 2. 啟用 WDT后， OPTION_REG的 相關(guān)內(nèi)容 不能改變 。 選項(xiàng)寄存器中的 PSA、 PS2～ PS0用來(lái)確定分頻器的配置和分頻比的。這些是用戶根據(jù)程序事先計(jì)算好并固定使用的參數(shù)，這是正確使用 WDT的前提。 如果在程序執(zhí)行中無(wú)意的改變了寄存器中的相關(guān)內(nèi)容，就會(huì)影響到 WDT的超時(shí)溢出時(shí)間（如定時(shí)時(shí)間變短），這樣程序正常時(shí) WDT也會(huì)不斷的產(chǎn)生溢出復(fù)位，破壞了程序的正常運(yùn)行。防止這種現(xiàn)象方法之一是在程序的循環(huán)體中前端刷新 OPTION_REG的相關(guān)內(nèi)容。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 87 3. WDT一旦被啟用，程序本身無(wú)法修改。 WDT的啟用是通過(guò) “ 系統(tǒng)配置字 ” 中的 WDTE位來(lái)確定的，在燒寫(xiě)程序時(shí)一次性的固化到單片機(jī)中，不可改變。 因此一旦選用 WDT，就要合理計(jì)算 WDT 溢出時(shí)間 ,確定 WDT初值和分頻比。在程序的適當(dāng)位置上放置CLRWDT（喂狗）指令，使程序運(yùn)行時(shí)不斷的清除WDT，這樣才能保證程序正常的運(yùn)行。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 88 WDT應(yīng)用舉例 通過(guò)一個(gè)實(shí)例，分析一下單片機(jī)內(nèi)部 WDT是如何工作的。 [例 ]霹靂燈 將 RC端口全部設(shè)定為輸出模式，依次從 RC0到 RC7送出高電平，然后再?gòu)?RC7到 RC0送出高電平，并且周而復(fù)始。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 89 Vdd RC0 /MCLR PIC 16F877 OSC1 RC7 Vss Vdd Vdd 圖 演示板電路圖 D0 D7 軟件設(shè)計(jì)思想： 1. 分頻器歸 WDT使用，且分頻比為 1： 64，即 WDT的溢出周期為： 64*18mS= 2. 在主程序中加入一條“喂狗” CLRWDT指令，因?yàn)槌绦蛞淮窝h(huán)約 195mS（即延時(shí)時(shí)間），所以在選環(huán)體內(nèi)程序執(zhí)行時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 WDT溢出周期。 3. 為了提高程序的抗干擾性，將設(shè)置 RC端口方向的指令放在循環(huán)體內(nèi)。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 90 圖 主程序流程圖 設(shè)置 RC端口為輸出 先點(diǎn)亮最右面 LED 設(shè)左右移標(biāo)志為 1 開(kāi) 始 C C 修改移位標(biāo)志 分配器歸 WDT 分頻比 1： 64 左 /右移超限？ 設(shè)置 RC端口為輸出 調(diào)延時(shí)子程序 CLRWDT 移位標(biāo)志 =1？ 循環(huán)左移 循環(huán)右移 N N Y Y 初始化部分 循環(huán)體部分 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 91 status equ 03h portc equ 07h trisc equ 87h option_reg equ 81h flag equ 25h 程序清單 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 92 000h start nop bsf status,5 movlw 00h movwf trisc bcf status,5 movlw 01h movwf portc bsf flag,0 ；右移標(biāo)志 D0位置一 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 93 loop bsf status,5 ；程序初始化 movlw 00h movwf trisc ； RC定義為輸出 movlw 0eh movwf option_reg ；預(yù)分頻器給 WDT、分頻比 1： 64 bcf status,5 ； （參見(jiàn) 206頁(yè)） btfss status,0 ；如果 CY=1， skip goto loop1 ；如果 CY=0 ， goto loop1 f flag,1 ；如果 CY=1時(shí) flag取反（ =0左移） loop1 btfss flag,1 ；如果 =1（左移）則 skip goto loop2 ；如果 =0（右移）則 goto loop2 rlf portc,0 movwf portc goto loop3 loop2 rrf portc,0 movwf portc loop3 clrwdt ；喂狗信號(hào) call delay goto loop 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 94 delay movlw 0ffh movwf 20h lop movlw 0ffh movwf 21h lop1 decfsz 21h,1 goto lop1 decfsz 20h,1 goto lop return end 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 95 程序清單祥見(jiàn)講義 314頁(yè)（注意，源程序有錯(cuò)）。 讀者可以在調(diào)試中，有意將 clrwdt指令屏蔽掉，再觀察程序運(yùn)行的結(jié)果：一輪循環(huán)還沒(méi)有結(jié)束，程序又重新開(kāi)始運(yùn)行，這就是 WDT 超時(shí)溢出強(qiáng)迫單片機(jī)返回上電矢量單元0000H。 同樣，可以將分頻器重新分配給 TMR0，運(yùn)行程序會(huì)出現(xiàn)wdt不斷干擾程序，這是因?yàn)?wdt不用分頻器后，溢出周期為 18mS的緣故。 思考題：在許多彩燈程序中，在 ICD的調(diào)試下正常，而將程序固化后，單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，顯示結(jié)果與預(yù)想的不同，為什么？ 怎樣解決？ 返回本章目錄 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 96 睡眠（ sleep）與喚醒 （ wakeup） 在許多應(yīng)用項(xiàng)目中，系統(tǒng)電源采用電池供電。在這類產(chǎn)品中，系統(tǒng)大多處于空閑待機(jī)狀態(tài)，只有少數(shù)時(shí)間是出于全功能運(yùn)行狀態(tài)。如：移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、電子計(jì)數(shù)裝置、電視機(jī)遙控器、公交車(chē)上的 IC卡讀卡器等等。 嵌入在這些系統(tǒng)中的單片機(jī)如果系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)的功耗可以大大降低，如 PIC系列可以將電流由 2mA降到 15μA（ VDD=3V、 fosc=32K），從而使電池壽命大大的延長(zhǎng)。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 97 .1 睡眠狀態(tài)的進(jìn)入 只要 CPU執(zhí)行一條 SLEEP指令，就可將單片機(jī)拉進(jìn)睡眠狀態(tài)（也稱睡眠模式）。 如果啟用了 WDT，一旦 CPU進(jìn)入了睡眠狀態(tài)，則 WDT和分頻器（如果配給 WDT）都將清零， 但 WDT繼續(xù)工作 。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 98 為了進(jìn)一步降低電源功耗，在進(jìn)入睡眠狀態(tài)前還要進(jìn)行必要的設(shè)置。如： 1. 單片機(jī)的 I/O端口設(shè)置根據(jù) 實(shí)際接口 設(shè)定為“ 1‖或“ 0‖以防外 部電路涉取電流； 2. 關(guān)閉外圍電路的時(shí)鐘，禁止 ADC等電路的工作； 3. 對(duì)于高阻的 I/O引腳應(yīng)使用上拉成高電平或下拉為低電 平，以防懸空造成感應(yīng)開(kāi)關(guān)電流； 4. /MCLR必須為高電平； 5. 啟用 RB端口的內(nèi)部上拉功能； 6. 將 OSC1與 Vss之間接一個(gè) 10MΩ電阻。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 99 .2 睡眠狀態(tài)的喚醒 （一） 喚醒方式 （二） 與喚醒相關(guān)的寄存器 （三） 喚醒操作時(shí)序 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 100 1. 在 /MCLR上施加一個(gè)低電平（ 手動(dòng)復(fù)位 ）； 2. WDT產(chǎn)生 超時(shí)溢出 信號(hào)； 3. 利用睡眠狀態(tài)下仍可使用的 中斷請(qǐng)求信號(hào) 喚醒 CPU。 ? 三種喚醒方式，對(duì)程序的運(yùn)行狀態(tài)是影響是不同的： 第一種方式 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，從 0000H運(yùn)行程序； 第二種方式 ： 單片機(jī)從 SLEEP后的一條指令恢復(fù)運(yùn)行。 第三種方式 ：相應(yīng)的中斷使能位必須先設(shè)定為“ 1‖（而 GIE的狀態(tài)不影響中斷喚醒）： GIE=1時(shí) 喚醒后會(huì)轉(zhuǎn)到中斷矢量單元，執(zhí)行中斷服務(wù)； GIE=0時(shí) 喚醒后執(zhí)行 SLEEP后續(xù)的指令。 （一） 喚醒方式 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 101 EEIFEEIE PSPIFPSPIE ADIFADIE RCIFRCIE TXIFTXIE SSPIFSSPIE CCPIFCCPIE TMR2IFTMR2IE TMR1IFTMR1IE CCP2IFCCP2IE BCLIFBCLIE T0IFT0IE INTIFINTIE RBIFRBIE PEIE GIE 喚醒 CPU 中斷 CPU當(dāng)前的程序 圖 可作為睡眠喚醒的的中斷邏輯（藍(lán)色部分） 返回上一次 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 102 可以喚醒睡眠狀態(tài)的中斷源 （ 參照 28頁(yè)圖 ）： 1. 外部引腳 INT 中斷； 2. 端口 RB4～ 7引起的電平變化中斷 RB； 3. 工作于異步 計(jì)數(shù)方式 下的 TMR1的溢出中斷； 4. 同步串行端口 SSP的起始 /停止位檢測(cè)中斷； 5. 輸入捕捉 /輸出比較 /脈寬調(diào)制 CCP模塊的捕捉方式中斷； 6. 被動(dòng)并行端口的讀 /寫(xiě)中斷 PSP。 一些外圍模塊的中斷不能用來(lái)喚醒睡眠是因?yàn)檫@些模塊或模塊的工作模式需要 系統(tǒng)時(shí)鐘 。所以當(dāng)系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)下（系統(tǒng)時(shí)鐘停振），模塊本身無(wú)法工作，自然中斷就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 103 （二）與喚醒相關(guān)的寄存器 與喚醒相關(guān)的寄存器是狀態(tài)寄存器 STATUS。 ① /PD： 降耗標(biāo)志位 。 單片機(jī)上電或執(zhí)行 CLRWDT指令后 /PD=1； 單片機(jī)執(zhí)行 SLEEP指令（進(jìn)入睡眠）后， /PD=0。 ② /TO： 超時(shí)標(biāo)志位。 單片機(jī)上電或執(zhí)行 CLRWDT和 SLEEP指令后 /TO=1； 看門(mén)狗超時(shí)溢出時(shí) /TO=0。 利用 STATUS中的標(biāo)志可以判斷單片機(jī)被復(fù)位的原因。無(wú)論是什么原因單片機(jī)被復(fù)位后， WDT將清零。 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 IRP RP1 RP0 /TO /PD Z DC C 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 104 在燒寫(xiě)程序代碼時(shí)，一旦選擇了“ 啟用 WDT‖， WDT將會(huì)無(wú)休止的進(jìn)行計(jì)數(shù)和不斷的溢出。 在這種情況下，單片機(jī)能否使用 SLEEP指令來(lái)降低功耗呢？ 進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí) CPU與 WDT之間又是如何協(xié)調(diào)工作的呢？ 啟用 WDT時(shí) SLEEP指令的運(yùn)行特點(diǎn) 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 105 1. 一旦 CPU因執(zhí)行了 SLEEP指令而進(jìn)入休眠狀態(tài)，那么WDT的超時(shí)溢出就會(huì)喚醒 CPU。在被喚醒后 CPU應(yīng)當(dāng)首先檢查被喚醒的原因（查詢 STATUS中的 /TO位 =0？）是WDT的溢出、還是外部中斷。 如果僅僅是 WDT的溢出，則令單片機(jī)再次進(jìn)入 SLEEP。 2. 這樣，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“睡眠 — 喚醒 — 睡眠 — 喚醒 – ‖的狀態(tài)，但是由于被喚醒的時(shí)間只是幾條指令執(zhí)行的時(shí)間（微秒級(jí)），而睡眠時(shí)間是 18mS～ 。相比之下，還是可以達(dá)到降耗的目的。 單片機(jī) 工作電流 SLEEP指令 進(jìn)入睡眠 暫短的喚醒 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 106 開(kāi)啟 WDT時(shí) 利用 SLEEP低功耗運(yùn)行的編程流程 NOP /TO=0？ 后續(xù)指令 yes no SLEEP 被 WDT喚醒 進(jìn)入睡眠 LOOP SLEEP NOP BTFSS STATUS,TO GOTO LOOP 2021/11/10 大連理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 陳育斌 107 利用中斷喚醒 SLEEP 利用 SLEEP指令時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入低功耗的“ 睡眠狀態(tài) ”，在啟用 WDT狀態(tài)下， WDT也不會(huì)影響系統(tǒng)的“低功耗”工作狀態(tài)的維持（通過(guò)查詢 STATUS中的 /TO位判斷處理）； 在低功耗狀態(tài)下，系統(tǒng)可以被一些中斷喚醒（這些中斷源必須是與系統(tǒng)時(shí)鐘無(wú)關(guān)的中斷源）；