第七节 节电方式
MCS-51单片机中，有HMOS和CHMOS两种工艺芯片。HMOS芯片本身运行功
耗大，不宜使用在低功耗应用系统中。但为了减少应用系统功耗，设置了掉电操作方式，即在正常运行时，单片机片内的RAM由主电源VCC供电，当RST/VPD引脚端的电压超
过VCC（掉电）时，内部RAM将改为RST/VPD端的电源供电。若RST/VPD接有备用
电源，则当VCC掉电时，此备用电源可维持内部RAM中数据不丢失。当电源VCC恢复供电时，只要VPD上的电压保持足够长的时间，待VCC完成加电复位操作后，单片机系统就可重新开始正常运行。
CHMOS型单片机运行时耗电省，而且还提供两种节电工作方式——待机方式和掉电方式，以进一步降低功耗，它们特别适用于电源功耗要求很低的应用场合，这类应用系统往往是直流供电或停电时依靠备用电源供电，以维持系统的持续工作。待机方式和掉电方式的内部控制电路如图2-25所示。
图2-25 待机和掉电方式控制电路
CHMOS型单片机的工作电源和后备电源加在同一个引脚VCC，正常工作时电流为11～20mA，待机状态时为1.7～5mA，掉电状态时为5～50μA。在待机方式中，振荡器保持工作，时钟脉冲继续输出到中断、串行口、定时器等功能部件，使它们继续工作，但时钟脉冲不再送到CPU，因而CPU停止工作。在掉电方式中，振荡器工作停止，单片机内部所有的功能部件停止工作。
CHMOS型单片机的节电工作方式是由特殊功能寄存器PCON控制的，PCON的格式如下：
SMOD
—
—
—
GF1
GF0
PD
IDL
SMOD：串行口波特率倍率控制位。
GF1、GF0：通用标志位。
PD：掉电方式控制位。置“1”后使器件进入掉电方式。IDL：待机方式控制位。置“1”后使器件进入待机方式。
PCON.4～PCON.6为保留位，对于HMOS型单片机仅SMOD位有效。当IDL和
PD同时置“1”时，则器件先进入掉电方式。
一、待机方式
CPU执行一条置“1”PCON.0（IDL）的指令，就使它进入待机方式状态，该指令是CPU执行的最后一条指令，这条指令执行完以后CPU停止工作。进入待机方式以后，中断、串行口和定时器继续工作。CPU现场（栈指针SP、程序计数器PC、程序状态字PSW、累加器ACC等）、内部RAM和其他特殊功能寄存器内容维持不变，引脚保持进入待机方式时的状态，ALE和PSEN保持逻辑高电平。
进入待机方式以后，有两种方法使器件退出待机方式：
（1）中断退出。由于在待机工作方式下，中断系统仍可工作。因此，任何允许中断请求变为有效时，均使硬件清“0”PCON.0（IDL），中止待机方式，CPU响应中断，执行中断服务程序，中断处理完以后，从激活待机方式指令的下一条指令开始继续执行程序。
（2）硬件复位退出。因为待机方式中振荡器在工作，所以仅需两个机器周期便完成复位。应用时需注意，激活待机方式的下一条指令不应是对口的操作指令和对外部RAM的写指令，以防止硬件复位过程中对外部RAM的误操作。
二、掉电方式
CPU执行一条置位PCON.1（PD）的指令，就使器件进入掉电方式，该指令是CPU执行的最后一条指令，执行完该指令后，便进入掉电方式，内部所有的功能部件都停止工作。在掉电方式期间，内部RAM和寄存器的内容维持不变，I/O引脚状态和相关的特殊功能寄存器的内容相对应。ALE和PSEN为逻辑低电平。
退出掉电方式的唯一方法是硬件复位。复位以后特殊功能寄存器的内容被初始化，但RAM单元的内容仍保持不变。
在掉电方式期间，VCC电源可以降至2V，但应注意只有当VCC恢复正常值（5V）并经过一段时间后才可以使器件退出掉电方式。