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mc68hc05系列和mc68hc08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。

mc68hc08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、看门狗复位、非法指令复位、非法地址复位和欠压复位。spmc65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收到间隔字符复位（主要作为进入isp监控程序的途径之一）。就连初学者很常用的at89s51/52和p89c52x2，也在其电源控制寄存器pcon中增设了一个上电标志位pof。

1 复位标志位的设置方法

传统的80c51单片机没有设计复位标志位的记录功能，这应该说是一种遗憾，那么能否通过一定的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式。笔者利用一片max813l设计了一种支撑电路，如图1所示，仅供读者参考。

图1 80c51设置复位标志的支撑电路

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80c51的5条i/o引脚p1.0~p1.4以及一个外部中断源int0， 并且预先通过初始化软件设置int0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ea。平时g1因各输入端都维持在高电平上，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c1作为储存能量的器件，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 用户定义的系统复位标志寄存器（srfr）

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，bit5~bit0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。

① 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。

② lvr： 欠压复位。当上游电源电压开始跌落并且下降到max813l的pfi检测门限以下，输出端pfo送出低电平，引发int0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，以及等待主电源的恢复。

③ 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int0中断；在中断服务程序中检测输入引脚p1.2的状态。如果p1.2=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。

④ 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int0中断；在中断服务程序中检测输入引脚p1.4~p1.2的状态。如果p1.4~p1.2=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复位操作（方法同上）。

⑤ 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t0作软件wdt，则应该同时设置int0和t0中断源为高级中断。

⑥ 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swrst即可。软件复位程序的编写方法如下：

swrst：；定义软件复位程序的实际入口地址

clrea；首先关闭中断源总使能位

setbf0；设置一个软件复位标志位

movp0，#0ffh；设定通用端口p0为高阻输入状态

movp1，#0ffh；设定通用端口p1为高阻输入状态

movp2，#0ffh；设定通用端口p2为高阻输入状态

movp3，#0ffh；设定通用端口p3为高阻输入状态

movpsw，#00h；设定程序状态字寄存器为原始值

；（根据需要还可初始化其他sfr）

movdptr，#swr0；为reti准备弹出地址，而又不改变

；执行顺序

pushdpl；压栈低字节，在先

pushdph；压栈高字节，在后

reti；中断返回指令，清除高级中断激活触

；发器

swr0：

clra；准备复位地址

pushacc；压栈低字节00h

pushacc；压栈高字节00h

reti；清除低级中断激活触发器，并跳到

；0000h

⑦ por： 电源上电复位。虽然在用户定义的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（00h~7fh），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。

表2 片内可改写存储器空间复位情况

对于那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por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e2prom在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e2prom数据存储器的单片机型号，如at89s8252等。这样在断电之前的瞬间，利用电源滤波电容c2上的少量残留能量，即可完成对于e2prom的烧写操作。

2 复位标志位的应用方法

一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，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。例如，单片机控制的面包机，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2所示。

图2 复位处理程序流程

类似于编写uart串口通信中断服务程序的思路，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pc清零。

① 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。

② 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正常运行（恢复和修正数据的具体算法这里不再深入探讨）。

③ 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。具体的实现方法和步骤可以是： 复位之前——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——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ret（或reti）指令弹出停机之前的程序断点到pc，从而可以继续执行前面的任务。

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