AT89S51单片机的两种低功耗节电工作模式解析

AT89S51有两种低功耗节电工作模式：空闲模式（Idle Mode）和掉电保持模式（PowerDown Mode），其目的是尽可能低降低系统功耗。在掉电保持模式下，VCC可由后备电源供电。图2-22为两种低功耗节电模式的内部控制电路。

AT89S51的两种低功耗节电模式可通过指令对特殊功能寄存器PCON的位IDL和位PD的设置来实现。特殊功能寄存器PCON的格式如图2-23所示，字节地址为87H

PCON寄存器各位的定义如下：

SMOD：串行通信的波特率选择位

一：保留位，未定义。

GF1、GFO：通用标志位，供用户在程序设计时使用，两个标志位用户应充分利用。

PD：掉电保持模式控制位，若PD=1，则进入掉电保持模式。

IDL：空闲模式控制位，若IDL=1，则进入空闲运行模式。

空闲模式

1.空闲模式的进入

如果用指令把寄存器PCON中的IDL位置1，由图2-22可见，则把通往CPU的时钟信号关断，单片机便进入空闲模式。这时虽然振荡器仍然运行，但是CPU进入空闲状态。此时，所有外围电路（中断系统、串行口和定时器）仍继续工作，SP、PC、PSW、A、PO～P3端口等所有其他寄存器，以及内部RAM和SFR中的内容均保持进入空闲模式前的状态。

2.空闲模式的退出

系统进入空闲模式后有两种方法可退出，一种是响应中断方式，另一种是硬件复位方式。

在空闲模式下，若任何一个允许的中断请求被响应时，IDL位被片内硬件自动清0，从而退出空闲模式。当执行完中断服务程序返回时，将从设置空闲模式指令的下一条指令（断点处）开始继续执行程序。

另一种退出空闲模式的是硬件复位。当使用硬件复位退出空闲模式时，在复位逻辑电路发挥控制作用前，有长达两个机器周期的时间，单片机要从断点处（IDL位置1指令的下一条指令处）继续执行程序。在这期间，片内硬件阻止CPU对片内RAM的访问，但不阻止对外部端口（或外部RAM）的访问。为了避免在硬件复位退出空闲模式时出现对端口（或外部RAM）的不希望的写入，系统在进入空闲模式时，紧随IDL位置1的指令后面的不应是写端口（或外部RAM）的指令。

掉电运行模式

1.掉电模式的进入用指令把PCON寄存器的PD位置l，单片机便进入掉电模式。由图2-22可见，在掉电模式下，进入时钟振荡器的信号被封锁，振荡器停止工作。由于没有了时钟信号，内部的所有功能部件均停止工作，但片内的RAM和SFR原来的内容都被保留，有关端口的输出状态值都保存在对应的特殊功能寄存器中。

2.掉电模式的退出掉电模式的退出有两种方法：硬件复位和外部中断。硬件复位时要重新初始化SFR，但不改变片内RAM的内容。当Vcc恢复到正常工作水平时，只要硬件复位信号维持lOms，便可使单片机退出掉电运行模式。

掉电和空闲模式下的WDT

掉电模式下振荡器停止，也就意味着WDT停止计数。用户在掉电模式下不需要操作WDT。

掉电模式的退出有两种方法：硬件复位和外部中断。当用硬件复位退出掉电模式时，对WDT的操作与正常情况一样。中断方式退出掉电模式时，应使中断输入保持足够长时间的低电平，以使振荡器达到稳定。当中断变为高电平之后，该中断被执行，在中断服务程序中复位寄存器WDTRST。在外部中断引脚保持低电平时，为防止WDT溢出复位，在系统进入掉电模式之前先对寄存器WDTRST复位。

在进入空闲模式之前，应先设置特殊功能寄存器AUXR中的WDIDLE位，以确认WDT是否继续计数。当WDIDLE=O时，空闲模式下的WDT保持继续计数。为防止复位单片机，用户可设计一定时器。该定时器使器件定时退出空闲模式，然后复位WDTRST，再重新进入空闲模式。

当WDIDLE=1时，WDT在空闲模式下暂停计数，退出空闲模式后，方可恢复计数。