【正文】 。該定時(shí)器使器件定時(shí)退出空閑模式，然后復(fù)位 WDTRST，再 103103重新進(jìn)入空閑模式。 當(dāng) WDIDLE=0，空閑模式下的 WDT保持繼續(xù)計(jì)數(shù)。在 外部中斷引腳保持低電平 時(shí)，為防止 WDT溢出復(fù)位，在系統(tǒng)進(jìn)入掉電模式前先對寄存器 WDTRST復(fù)位。中斷方式退出掉電模式時(shí)，應(yīng)使中斷輸入保持足夠長時(shí)間的低電平，以使振蕩器達(dá)到穩(wěn)定。 退出 有 兩種方法 ： 硬件復(fù)位 和 外部中斷 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 102 掉電和空閑模式下的 WDT 掉電模式下振蕩器停止，意味著 WDT也就停止計(jì)數(shù)。硬件復(fù)位時(shí)要重新初始化 SFR，但不改變片內(nèi) RAM的內(nèi)容。 由于沒有時(shí)鐘信號(hào)，內(nèi)部的 所有功能部件均停止工作 ，但片內(nèi) RAM和 SFR的原來的內(nèi)容都被保留 ，有關(guān) 端口的輸出狀態(tài)值 都 保存在對應(yīng)的特殊功能寄存器中 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 100 掉電運(yùn)行模式 1. 掉電模式的進(jìn)入 用指令把 PCON寄存器的 PD位 置 1，便 進(jìn)入掉電模式 。在這期間，片內(nèi)硬件阻止 CPU對片內(nèi) RAM的訪問，但不阻止對外部端口（或外部 RAM）的訪問。當(dāng)執(zhí)行完中斷服務(wù)程序返回時(shí)，將從設(shè)置空閑模式指令的下一條指令（斷點(diǎn)處）繼續(xù)執(zhí)行程序。 2. 空閑模式退出 兩種方法退出 ， 響應(yīng)中斷方式 ， 硬件復(fù)位方式 。雖然振蕩器運(yùn)行，但是 CPU進(jìn)入空閑狀態(tài) 。 IDL： 空閑模式控制位，若 IDL=1，則 進(jìn)入空閑運(yùn)行模式 。 GF GF0： 通用標(biāo)志位，兩個(gè)標(biāo)志位用戶使用。 圖 223 特殊功能寄存器 PCON的格式 PCON寄存器各位定義： SMOD： 串行通信波特率選擇（該位見第 7章的介紹）。 圖 222 低功耗節(jié)電模式的控制電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 97 兩種節(jié)電模式可通過 PCON的 位 IDL和 位 PD的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。 掉電保持模式 下， Vcc可由 后備電源 供電。單穩(wěn)電路如 圖 22174LS122 ，實(shí)驗(yàn)表明，電容 C 的選擇約為 ?F較好。圖中阻容參數(shù)適于 6MHz時(shí)鐘。 按鍵手動(dòng) 復(fù)位 電路見 圖 219。 除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要 按鍵手動(dòng)復(fù)位 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 92 圖 217 片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu) 圖 218 上電復(fù)位電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 93 上電自動(dòng)復(fù)位 是給電容 C 充電加給 RST引腳一個(gè) 短的高電平信號(hào) ，此信號(hào)隨著 VCC對電容 C 的充電過程而逐漸回落，即 RST引腳上的 高電平持續(xù)時(shí)間 取決于電容 C 充電時(shí)間 。 最簡單的上電自動(dòng)復(fù)位電路如 圖 218所示。 復(fù)位引腳 RST通過一個(gè)施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 90 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 91 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 由復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)。 在某些控制應(yīng)用中，要 注意考慮 P0～ P3引腳的高電平 對接在這些引腳上的外部電路的影響 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 89 復(fù)位操作還對 其他一些寄存器 有影響，這些寄存器復(fù)位時(shí)的狀態(tài) 見 表 27。 復(fù)位操作 復(fù)位時(shí)， PC初始化為 0000H，程序從 0000H單元開始執(zhí)行。 ? 乘、除指令 占用 4個(gè)機(jī)器周期 。 從指令執(zhí)行時(shí)間看 : ? 單字節(jié)和雙字節(jié) 指令 一般為單機(jī)器周期 和 雙機(jī)器周期 。簡單的 單字節(jié)指令 ，取出指令立即執(zhí)行， 只需 一個(gè)機(jī)器周期 的時(shí)間 。因此，一個(gè)機(jī)器周期中的 12個(gè)時(shí)鐘周期 表示為 S1P S1P S2P S2P … 、S6P2， 如 圖 216所示 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 86 1個(gè)機(jī)器周期 包括 12個(gè)時(shí)鐘周期 ，分 6個(gè)狀態(tài) ： S1～ S6。每個(gè)機(jī)器周期完成一個(gè) 基本操作 ，如取指令、讀或?qū)憯?shù)據(jù)等。 2．機(jī)器周期 CPU完成一個(gè)基本操作所需時(shí)間為 機(jī)器周期 。若晶振頻率為 fosc，則時(shí)鐘周期 Tosc=1/fosc。 圖 215 時(shí)鐘信號(hào)的兩種引出方式 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 85 機(jī)器周期、指令周期與指令時(shí)序 各種指令時(shí)序與時(shí)鐘周期 相 關(guān)。 圖 214 AT89S51的外部時(shí)鐘方式電路 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 84 3．時(shí)鐘信號(hào)的輸出 當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器， XTAL XTAL2引腳還能為應(yīng)用系統(tǒng)中的其他芯片提供時(shí)鐘，但需增加驅(qū)動(dòng)能力。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 83 2．外部時(shí)鐘方式 用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)， 常用于 多片 AT89S51同時(shí)工作，以便于多片 AT89S51單片機(jī)之間的同步，一般為低于12MHz的方波。 常選 6MHz或 12MHz的 石英晶體 。晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)靠近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。晶體頻率越高， 單片機(jī)速度就越快 。電容大小會(huì)影響振蕩器頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。兩引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器， 圖 213是 AT89S51內(nèi)部時(shí)鐘方式 的 電路 。 常用的時(shí)鐘電路有 兩種方式 ，一種是 內(nèi)部時(shí)鐘 方式，另一種是 外部時(shí)鐘 方式。 CPU發(fā)的 時(shí)序信號(hào) 兩類 ， 一類 用對片內(nèi)各個(gè)功能部件控制，用戶無須了解； 另一類 用于對片外存儲(chǔ)器或 I/O口的控制 ，這部分時(shí)序?qū)τ诜治?、設(shè)計(jì)硬件接口電路 至關(guān)重要 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 78 （ a） 不恰當(dāng)?shù)倪B接：高電平驅(qū)動(dòng) （ b） 恰當(dāng)?shù)倪B接：低電平驅(qū)動(dòng) 圖 212 發(fā)光二極管與 AT89S51并行口的直接連接 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 79 時(shí)鐘電路與時(shí)序 時(shí)鐘電路產(chǎn)生 AT89S51工作時(shí)所 必需的控制信號(hào) ，在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，嚴(yán)格按時(shí)序執(zhí)行指令。 如端口引腳為 低電平 ，能使電流 Id 從單片機(jī)外部流入內(nèi)部，則 將大大增加流過的電流值 ，如 圖 212（ b） 所示 。由于 P1～ P3內(nèi)部有 30kΩ 左右的 上拉電阻 。所以， 任何一個(gè)口要想獲得較大的驅(qū)動(dòng)能力，只能用 低電平 輸出。 當(dāng) P0口 某位為 高電平 時(shí)，可提供 400?A的電流； 當(dāng) P0口某位為 低電平 （ ）時(shí)，可提供 流 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 76 P1～ P3口驅(qū)動(dòng) LED發(fā)光二極管 下面討論 P1～ P3口與 LED發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)連接問題。 引腳輸入有兩個(gè)緩沖器，第二功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF3的輸出端，第一功能的輸入信號(hào)取自緩沖器 BUF2的輸出端。實(shí)際應(yīng)用中，由于復(fù)位后 P3口鎖存器自動(dòng)置 1，滿足第二功能所需的條件，所以不需任何設(shè)置工作，就可以進(jìn)入第二功能操作。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 75 3． P3口的特點(diǎn) P3口內(nèi)部 有上拉電阻 ， 無 高阻抗輸入態(tài) 準(zhǔn)雙向口 。 用作 第一功能通用輸入 時(shí)， 出功能均應(yīng)置 1，場效應(yīng)管截止， BUF3和 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線，完成 “讀引腳” 操作。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 74 （ 2） P3口用作第一功能 —— 通用 I/O口 用作 第一功能通用輸出 時(shí)， 第二輸出功能 端應(yīng)保持高電平，與非門開啟。 當(dāng)?shù)诙敵鰹?1時(shí)，場效應(yīng)管截止， 1； 當(dāng)?shù)诙敵鰹?0時(shí)，場效應(yīng)管導(dǎo)通， 0。 （ 3）輸出驅(qū)動(dòng)，由與非門、場效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。 1．位電路結(jié)構(gòu) P3口某一位的電路包括： （ 1） 1個(gè) 數(shù)據(jù)輸出鎖存器，鎖存輸出數(shù)據(jù)位。 P3口 字節(jié)地址 為 B0H，位地址 B0H～ B7H。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 71 P3口 由于 引腳數(shù)目有限 ，在 P3口 增加了第二功能 。功能與 P1口一樣。 3． P2口的特點(diǎn) 作為地址輸出線 時(shí)， P2口高 8位地址， P0口輸出的低 8位地址尋址 64KB地址空間。 CPU輸出 1時(shí)， Q=1，場效應(yīng)管截止， 1； CPU輸出 0時(shí)， Q=0，場效應(yīng)管導(dǎo)通， 0。當(dāng) “地址”為0時(shí)，場效應(yīng)管導(dǎo)通， P2口引腳輸出 為 0；當(dāng) “地址”線為 1時(shí)，場效應(yīng)管截止， P2口引腳輸出 1。 （ 4）輸出驅(qū)動(dòng)電路，由場效應(yīng)管（ FET）和內(nèi)部上拉電阻組成。 （ 2）兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器 BUF1和 BUF2，分別用于讀鎖存器數(shù)據(jù)和讀引腳數(shù)據(jù)的輸入緩沖。 P2口某一位的 位電路結(jié)構(gòu) 如 圖 210所示 。 P1口 “讀引腳”輸入 時(shí)，必須 先向鎖存器寫入 1。 “讀鎖存器”時(shí) ，鎖存器的輸出端 Q的狀態(tài)經(jīng)輸入緩沖器 BUF1進(jìn)入內(nèi)部總線； “讀引腳”時(shí) ， 先向鎖存器寫 1，使場效應(yīng)管截止， 輸入緩沖器 BUF2進(jìn)入內(nèi)部總線。 （ 1） P1口作 輸出口 時(shí)，若 CPU輸出 1， Q=1， =0，場效應(yīng)管截止， P1口引腳的輸出為 1；若 CPU輸出 0， Q=0， =1，場效應(yīng)管導(dǎo)通， P1口引腳的輸出為 0。 （ 3）數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)電路，由一個(gè)場效應(yīng)管（ FET）和一個(gè)片內(nèi)上拉電阻組成。 1．位電路結(jié)構(gòu) P1口位電路結(jié)構(gòu)由以下 三部分組成 ： （ 1）一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，用于輸出數(shù)據(jù)位的鎖存。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 63 P1口 單功能的 I/O口， 字節(jié)地址為 90H，位地址為 90H～ 97H。單片機(jī)復(fù)位后，鎖存器自動(dòng)被置 1；當(dāng) P0口由原來輸出轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霑r(shí)，應(yīng)先置鎖存器為 1，方可執(zhí)行輸入操作。 （ 2） 當(dāng) P0口用作 通用 I/O口時(shí)，由于需要在片外接上拉電阻，端口不存在高阻抗（懸?。顟B(tài)，因此是一個(gè) 準(zhǔn)雙向口 。 第 2章 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 62 3． P0口的特點(diǎn) P0口為 雙功能口 —— 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用 口和 通用