80C51单片机的复位标志位的实现

80C51单片机的复位标志位的实现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。

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。

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00HPUSHACC；压栈高字节00HRETI；清除低级中断激活触发器，并跳到；0000H⑦ 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）。

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。

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。