单片机复位标志位的设置与应用研究

1、单片机复位标志位的设置与应用研究技术分类：嵌入式系统I 2006-09-17来源：21IC中国电子网|作者：李学海 刘治山引言设置复位标志位便于区分不同原因引发的复位，作为一种新技术被越来越多的新型 单片机所采纳。例如Philips 公司的P87LPC700和P89LPC900系列、Freescale 公司（原Motorola半导体部）的 MC68HC0系列和 MC68HC0系列、Sunplus公司的SPMC65系列、Microchip公司的PIC系列等，内部都设计了专门用于记录各种复位标志的状态寄存器。MC68HC0系列有一个复位状态寄存器，负责记录6种复位标志位：上电复位、引脚复位、看门狗

2、复位、非法指令复位、非法地址复位和欠压复位。SP MC65系列有一个系统控制寄存器，负责记录5种复位标志位：上电复位、外部复位、看门狗复位、非法地址复位和欠压复位。51兼容的P89LPC900系列有一个复位源寄存器,负责记录6种复位标志位：欠压复位、上电复位、外部复位、看门狗复位、软件复位和UART攵到间隔字符复位（主要作为AT89S51/52 和 P89C52X2 也在其电进入ISP监控程序的途径之一）。就连初学者很常用的控制寄存器P CON中增设了一个上电标志位 POF>1 复位标志位的设置方法这应该说是一种遗憾，那么能否传统的80C51单片机没有设计复位标志位的记录功能,通过一定的

3、技术手段来弥补这个缺憾呢？这里给广大80C51单片机用户提供一种启示和引导。实现复位标志位的记录肯定需要一定的硬件电路支持,而这种电路的设计不存在固定模1所示，仅供读者参考。式。笔者利用一片 MAX813设计了一种支撑电路，如图MR WDIMAXC1Dt n.47F输出溟（5倍号T叫F下RST 讥tPl.WPl.1INTO S0C51PSEN WDR（P1.；） LVRH 鞋 MRST（P1.4） GND址 T图1 80C51设#复位标志的支»电路在图1中，应用了一个4输入端“与非”门G1和一个按钮开关 SW1还占用了 80C51EA平时G1因各输入端都的5条I/O

4、引脚P1.0P1.4以及一个外部中断源INT0，并且预先通过初始化软件设置INT0C1作为储存为唯一的高级中断源，下降沿触发方式有效，开放总中断使能位维持在高电平上，因而其输出端也保持高电平。电路中利用了一个海量电容器能量的器件，扮演着备用电池的角色。由于二极管D1的存在，在主电源断电期间，C1仅为单片机供电，应该让这时的80C51进入耗能最低的停机状态（PD模式）。在图1电路的基础上配合必要的用户软件，就可以在7种不同复位源引起复位之后保存6个标志位来记录 7种复位标志，以下分别进行讲解。可以事先在RAM的位寻址区间分配一个字节，例如20H单元，用于记录6个复位标志位，如表 1所列。表1用户

5、定义的系统复位标志寄存器（SRFR）胃I Ihl!l7Li IE 11丨点二IlH 1liLl.ilinZIhrl liirl'iIIIiflMUSIlA'RwhRI AR引IK1'?地怕2?|-6】丨Hi二訂1二IIMillJN 1 1假设该寄存器定名为 SRFR（ System Reset Flag Register ），字节地址为 20H, 8位当中仅利用了 6位，bit5bit0分别记录人工复位、欠压复位、看门狗复位、非法地址复 位、软硬件复位和软件复位。MRST:人工复位。当复位按钮SW1被按下时引发INT0中断；在中断服务程序中检测输入引脚P1.4的状态。如

6、果P1.4=0，则置位MRST记录下曾经发生了一次人工复位操作。然后进行一次主动的复位操作，方法是从输出脚P1.0输出一个低电平给 MAX813L的输入引脚MR经MAX813L延时后从输出端 RESET送出高电平复位信号给 80C51，令其进行一次硬件复位操作。LVR :欠压复位。当上游电源电压开始跌落并且下降到MAX813L勺PFI检测门限以下，输出端PFO送出低电平，引发INTO中断；在中断服务程序中检测输入引脚P1.3的状态。如果P1.3=0，则置位LVR记录下曾经发生了一次欠压复位操作；然后进行一次主动的复位操作（方法同上），或者令单片机进入停机状态，以便节省能耗和保持数据，以及等待主

7、电源的恢复。 WDR:看门狗复位。当发生看门狗溢出时，MAX813L的输出端 WDO送出低电平，引发INTO中断；在中断服务程序中检测输入引脚P1.2的状态。如果 P 1.2=0，则置位 WDR记录下曾经发生了一次看门狗复位操作；然后进行一次主动的复位操作（方法同上）。喂狗操作利用了一个I/O引脚P1.1 。IAR :非法地址复位。当发生非法地址时，80C51的输出端PSEN送出低电平瞬时脉冲，也会引发一次INTO中断；在中断服务程序中检测输入引脚P1.4P1.2的状态。如果P1.4P1.2=111，则置位IAR，表示发生了一次非法地址复位操作；然后进行一次主动的来源：21IC中国电子网I作者

8、：李学海 刘治山复位操作（方法同上）。SHR :软硬件复位。当发生了软件陷阱的捕捉事件,或者软件看门狗的溢出事件时,可以直接置位SHR代表发生了一次软硬件复位操作；然后进行一次主动的复位操作（方法同上）。如果利用 TO作软件 WDT则应该同时设置INTO和TO中断源为高级中断。SWR：软件复位。当发生了软件陷阱的捕捉事件，或者软件看门狗的溢出事件时,也可以直接置位SWR代表发生了一次软件复位操作；然后调用软件复位程序SWRS即可。软件复位程序的编写方法如下:WKST：；走义软件复位程序册实际入口地址CLKE出首先关闭中断源总使能位设a-个软件复位标志位设定通用端口 PO为高阻输入状态 设定通用

9、端口 P1为高阻输入状态 设定通用端口 P2为高阻輸入状态 设定通用端口 P3为高阻输入状态 设定程序状态字寄存器为原始值HOVPO,M0VP1,M0VP2,MQVP3,tfOFPHjWVPSW. SOOH?;C根据需要还可初始化其他SFK）M0VDP1K,为RETI准备弹出地址，而又不改变】执行帧序PUSHDPL；压栈K字节，在先PUSHDPH;压栈高字节，在后KETI；中断返回指令，清除高级中断激活触;发器SWR0；CLRAi准备复位地址PUSHACC；压栈底字节OOHPUSHACC;压栈高字节OOHRETb渚除低级中断慰活触发器，芥跳到J OOOOHPOR:电源上电复位。虽然在用户定义的

10、系统复位标志寄存器（SRFR中，没有直接设置一个POR标志位，但是如果检测以上 6个标志位同时为 0,则表明此前进行的是一次上电复位。理由是，经过实验验证（实验所用的单片机型号为SST89C58，在每次初次加电时，包含RAM的20H单元在内的80C51内部RAM区间（00H7FH，其内容全部自动清零;在每次RST引脚复位（或者软件复位）时，其内容维持不变。而各个SFR无论是上电复位还是RST引脚复位时，均被还原为原始值（又称复位值），如表2所列。ff協«订训黄翌丨电址卜RS1 ；旳塑悝i'f辽押kAM泊？惟n不1曙H车1M忖m划协谁心馭吏叢2片内可改写存储器空间复悅情况对于那

11、些仅增设了一个复位标志位（技术手册中记作POF的较新型单片机（如AT89S51/52、AT89S8252 AT89C53 AT89C55WD AT89C51RC和 P89C51X2/52X2/54X2/58X2等型号），也恰好不再需要这里所设置的POF标志位了。对于没有配备备用电源的单片机应用系统，还可以考虑利用E2P ROME断电之前的瞬间来转存复位标志位，以便在断电之后也不会彻底消失。该情况下既可选用外挂E2PROM数 据存储器（如8脚串行的24C01、93C46或25C040等）的电路方案，也可选用内部本身带有2E2P ROM数据存储器的单片机型号，如AT89S8252等。这样在断电之前

12、的瞬间，利用电源滤波电容C2上的少量残留能量，即可完成对于E2PRO啲烧写操作。2 复位标志位的应用方法般的初始化程序段落的编写方法很简单，不过它仅适用于那些要求不高、功能也很简单的单片机项目。这类项目（如一些小家电之类的单片机应用）几乎不存在很强的“过程性” 或“不间断性”，对于随时可能发生的复位操作以及重新从头运行的用户程序，不会带来太 大的影响或破坏性后果。而对于“过程性”或“不间断性”要求很强的单片机项目，一旦发生偶然性复位操作,例如，单片机控并且重新从头运行用户程序，那么将会带来极大的负面影响或破坏性后果。制的面包机，在一次加工面包的过程中，会经历搅拌、加热等工序；假若其间发生意外复

13、位并且重新从头执行程序， 则会导致成为废品或者烧焦。电脑控制的手术机器人， 在一次手术过程中如果发生意外复位并且返工，将会带来难以想象的严重后果。电脑控制的导弹，在对准目标发射之后的飞行过程中，如果发生意外复位并且重新从头执行程序，那么将会产生难 以预料的结果。综上所述，单片机在工作过程中，受到意外干扰而进行复位操作，如果说是不可避免的,那么复位之后从何处或在何种背景下开始运行程序,则是可以人为安排的。因此，复位标志2所示。位的应用方法实质上就是复位处理程序的编写方法。复位处理程序的处理流程如图I風0000门开始执行檯序t测系轨复电£杯志存器SRFr类似于编写UART串口通信中断服务

14、程序的思路，在进入中断程序之后首先要检测中断 标志位，看是一次接收中断（RI=1 ）还是一次发送中断（SI=1），然后再进入不同程序分支PC清进行针对性服务。从图2中可以看出，在从复位矢量0000H开始执行用户程序时， 首先应该 检测复位标志寄存器，判断是电源初始加电还是其他复位源引起的复位或程序计数器 零。 如果是电源初始加电，则进行原始状态的初始化。这种情况最简单。如果属于程序跑飞引起的软件复位、软硬件复位、非法地址复位，或者人工强行复位，则应该依据具体情况尽量恢复数据或修正参数,以便尽最大可能不影响或少影响程序的具体的实现方参考文献:1:2002.:2 :3 :4 :5 :正常运行（恢复和修正数据的具体算法这里不再深入探讨）。如果是欠压复位，则尽量从被打断的程序断点处重新开始执行程序。法和步骤可以是：复位之前一一单片机响应 PFO中断请求而进入其服务程序后，保存堆栈 指针SP当前值到指定RAM单元，把单片机推入停机状态；复位之后一一待电源恢复后,MAX813L得电而从RESET端送出高电平信号，唤醒停机状态下的单片机。若唤醒后的单片机再检测到是欠压复位，则首先复原先前的SP值，再利用一条