設(shè)置復(fù)位標(biāo)志位便于區(qū)分不同原因引發(fā)的復(fù)位,，作為一種新技術(shù)被越來越多的新型單片機所采納,。例如Philips公司的P87LPC700和P89LPC900系列、Freescale公司（原Motorola半導(dǎo)體部）的MC68HC05系列和MC68HC08系列,、Sunplus公司的SPMC65系列,、Microchip公司的PIC系列等，內(nèi)部都設(shè)計了專門用于記錄各種復(fù)位標(biāo)志的狀態(tài)寄存器,。
MC68HC08系列有一個復(fù)位狀態(tài)寄存器,，負(fù)責(zé)記錄6種復(fù)位標(biāo)志位：上電復(fù)位、引腳復(fù)位,、看門狗復(fù)位,、非法指令復(fù)位、非法地址復(fù)位和欠壓復(fù)位,。SPMC65系列有一個系統(tǒng)控制寄存器,，負(fù)責(zé)記錄5種復(fù)位標(biāo)志位：上電復(fù)位、外部復(fù)位,、看門狗復(fù)位,、非法地址復(fù)位和欠壓復(fù)位。51兼容的P89LPC900系列有一個復(fù)位源寄存器,，負(fù)責(zé)記錄6種復(fù)位標(biāo)志位：欠壓復(fù)位,、上電復(fù)位、外部復(fù)位,、看門狗復(fù)位,、軟件復(fù)位和UART收到間隔字符復(fù)位（主要作為進(jìn)入ISP監(jiān)控程序的途徑之一）,。就連初學(xué)者很常用的AT89S51/52和P89C52X2，也在其電源控制寄存器PCON中增設(shè)了一個上電標(biāo)志位POF,。
1復(fù)位標(biāo)志位的設(shè)置方法
傳統(tǒng)的80C51單片機沒有設(shè)計復(fù)位標(biāo)志位的記錄功能,，這應(yīng)該說是一種遺憾，那么能否通過一定的技術(shù)手段來彌補這個缺憾呢,？這里給廣大80C51單片機用戶提供一種啟示和引導(dǎo),。
實現(xiàn)復(fù)位標(biāo)志位的記錄肯定需要一定的硬件電路支持，而這種電路的設(shè)計不存在固定模式,。筆者利用一片MAX813L設(shè)計了一種支撐電路,，如圖1所示，僅供讀者參考,。
圖1 80C51設(shè)置復(fù)位標(biāo)志的支撐電路
在圖1中,，應(yīng)用了一個4輸入端“與非”門G1和一個按鈕開關(guān)SW1，還占用了80C51的5條I/O引腳P1.0~P1.4以及一個外部中斷源INT0,，并且預(yù)先通過初始化軟件設(shè)置INT0為唯一的高級中斷源,，下降沿觸發(fā)方式有效，開放總中斷使能位EA,。平時G1因各輸入端都維持在高電平上,，因而其輸出端也保持高電平。電路中利用了一個海量電容器C1作為儲存能量的器件,，扮演著備用電池的角色,。由于二極管D1的存在，在主電源斷電期間,，C1僅為單片機供電,，應(yīng)該讓這時的80C51進(jìn)入耗能最低的停機狀態(tài)（PD模式）。
在圖1電路的基礎(chǔ)上配合必要的用戶軟件,，就可以在7種不同復(fù)位源引起復(fù)位之后保存6個標(biāo)志位來記錄7種復(fù)位標(biāo)志,，以下分別進(jìn)行講解?？梢允孪仍赗AM的位尋址區(qū)間分配一個字節(jié),，例如20H單元，用于記錄6個復(fù)位標(biāo)志位,，如表1所列,。
表1 用戶定義的系統(tǒng)復(fù)位標(biāo)志寄存器（SRFR）
假設(shè)該寄存器定名為SRFR（SystemResetFlagRegister），字節(jié)地址為20H,，8位當(dāng)中僅利用了6位,，bit5~bit0分別記錄人工復(fù)位、欠壓復(fù)位、看門狗復(fù)位,、非法地址復(fù)位,、軟硬件復(fù)位和軟件復(fù)位,。
?、費RST：人工復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鈕SW1被按下時引發(fā)INT0中斷,；在中斷服務(wù)程序中檢測輸入引腳P1.4的狀態(tài),。如果P1.4=0，則置位MRST,，記錄下曾經(jīng)發(fā)生了一次人工復(fù)位操作,。然后進(jìn)行一次主動的復(fù)位操作，方法是從輸出腳P1.0輸出一個低電平給MAX813L的輸入引腳MR,，經(jīng)MAX813L延時后從輸出端RESET送出高電平復(fù)位信號給80C51,，令其進(jìn)行一次硬件復(fù)位操作。
?、贚VR：欠壓復(fù)位,。當(dāng)上游電源電壓開始跌落并且下降到MAX813L的PFI檢測門限以下，輸出端PFO送出低電平,，引發(fā)INT0中斷,；在中斷服務(wù)程序中檢測輸入引腳P1.3的狀態(tài)。如果P1.3=0,，則置位LVR,，記錄下曾經(jīng)發(fā)生了一次欠壓復(fù)位操作；然后進(jìn)行一次主動的復(fù)位操作（方法同上）,，或者令單片機進(jìn)入停機狀態(tài),，以便節(jié)省能耗和保持?jǐn)?shù)據(jù)，以及等待主電源的恢復(fù),。
?、踂DR：看門狗復(fù)位。當(dāng)發(fā)生看門狗溢出時,，MAX813L的輸出端WDO送出低電平,，引發(fā)INT0中斷；在中斷服務(wù)程序中檢測輸入引腳P1.2的狀態(tài),。如果P1.2=0,，則置位WDR，記錄下曾經(jīng)發(fā)生了一次看門狗復(fù)位操作,；然后進(jìn)行一次主動的復(fù)位操作（方法同上）,。喂狗操作利用了一個I/O引腳P1.1。
?、躀AR：非法地址復(fù)位,。當(dāng)發(fā)生非法地址時,，80C51的輸出端PSEN送出低電平瞬時脈沖，也會引發(fā)一次INT0中斷,；在中斷服務(wù)程序中檢測輸入引腳P1.4~P1.2的狀態(tài),。如果P1.4~P1.2=111，則置位IAR,，表示發(fā)生了一次非法地址復(fù)位操作,；然后進(jìn)行一次主動的復(fù)位操作（方法同上）。
?、軸HR：軟硬件復(fù)位,。當(dāng)發(fā)生了軟件陷阱的捕捉事件，或者軟件看門狗的溢出事件時,，可以直接置位SHR,，代表發(fā)生了一次軟硬件復(fù)位操作；然后進(jìn)行一次主動的復(fù)位操作（方法同上）,。如果利用T0作軟件WDT,，則應(yīng)該同時設(shè)置INT0和T0中斷源為高級中斷。
?、轘WR：軟件復(fù)位,。當(dāng)發(fā)生了軟件陷阱的捕捉事件，或者軟件看門狗的溢出事件時,，也可以直接置位SWR,，代表發(fā)生了一次軟件復(fù)位操作；然后調(diào)用軟件復(fù)位程序SWRST即可,。軟件復(fù)位程序的編寫方法如下：
SWRST：,；定義軟件復(fù)位程序的實際入口地址
CLREA；首先關(guān)閉中斷源總使能位
SETBF0,；設(shè)置一個軟件復(fù)位標(biāo)志位
MOVP0,，#0FFH；設(shè)定通用端口P0為高阻輸入狀態(tài)
MOVP1,，#0FFH,；設(shè)定通用端口P1為高阻輸入狀態(tài)
MOVP2，#0FFH,；設(shè)定通用端口P2為高阻輸入狀態(tài)
MOVP3,，#0FFH；設(shè)定通用端口P3為高阻輸入狀態(tài)
MOVPSW,，#00H,；設(shè)定程序狀態(tài)字寄存器為原始值
；（根據(jù)需要還可初始化其他SFR）
MOVDPTR,，#SWR0,；為RETI準(zhǔn)備彈出地址，而又不改變
??；執(zhí)行順序
PUSHDPL；壓棧低字節(jié),，在先
PUSHDPH,；壓棧高字節(jié),，在后
RETI,；中斷返回指令，清除高級中斷激活觸
??；發(fā)器
SWR0：
CLRA；準(zhǔn)備復(fù)位地址
PUSHACC,；壓棧低字節(jié)00H
PUSHACC,；壓棧高字節(jié)00H
RETI；清除低級中斷激活觸發(fā)器,，并跳到
?。?000H
?、逷OR：電源上電復(fù)位,。雖然在用戶定義的系統(tǒng)復(fù)位標(biāo)志寄存器（SRFR）中，沒有直接設(shè)置一個POR標(biāo)志位,，但是如果檢測以上6個標(biāo)志位同時為0,，則表明此前進(jìn)行的是一次上電復(fù)位。理由是,，經(jīng)過實驗驗證（實驗所用的單片機型號為SST89C58）,，在每次初次加電時，包含RAM的20H單元在內(nèi)的80C51內(nèi)部RAM區(qū)間（00H~7FH）,，其內(nèi)容全部自動清零,；在每次RST引腳復(fù)位（或者軟件復(fù)位）時，其內(nèi)容維持不變,。而各個SFR無論是上電復(fù)位還是RST引腳復(fù)位時,，均被還原為原始值（又稱復(fù)位值），如表2所列,。
表2 片內(nèi)可改寫存儲器空間復(fù)位情況
對于那些僅增設(shè)了一個復(fù)位標(biāo)志位（技術(shù)手冊中記作POF）的較新型單片機（如AT89S51/52,、AT89S8252、AT89C53、AT89C55WD,、AT89C51RC和P89C51X2/52X2/54X2/58X2等型號）,，也恰好不再需要這里所設(shè)置的POR標(biāo)志位了。
對于沒有配備備用電源的單片機應(yīng)用系統(tǒng),，還可以考慮利用E2PROM在斷電之前的瞬間來轉(zhuǎn)存復(fù)位標(biāo)志位,，以便在斷電之后也不會徹底消失。該情況下既可選用外掛E2PROM數(shù)據(jù)存儲器（如8腳串行的24C01,、93C46或25C040等）的電路方案,，也可選用內(nèi)部本身帶有E2PROM數(shù)據(jù)存儲器的單片機型號，如AT89S8252等,。這樣在斷電之前的瞬間,，利用電源濾波電容C2上的少量殘留能量，即可完成對于E2PROM的燒寫操作,。
2復(fù)位標(biāo)志位的應(yīng)用方法
一般的初始化程序段落的編寫方法很簡單,，不過它僅適用于那些要求不高、功能也很簡單的單片機項目,。這類項目（如一些小家電之類的單片機應(yīng)用）幾乎不存在很強的“過程性”或“不間斷性”,，對于隨時可能發(fā)生的復(fù)位操作以及重新從頭運行的用戶程序，不會帶來太大的影響或破壞性后果,。
而對于“過程性”或“不間斷性”要求很強的單片機項目,，一旦發(fā)生偶然性復(fù)位操作，并且重新從頭運行用戶程序,，那么將會帶來極大的負(fù)面影響或破壞性后果,。例如，單片機控制的面包機,，在一次加工面包的過程中,，會經(jīng)歷攪拌、加熱等工序,；假若其間發(fā)生意外復(fù)位并且重新從頭執(zhí)行程序,，則會導(dǎo)致成為廢品或者燒焦。電腦控制的手術(shù)機器人,，在一次手術(shù)過程中如果發(fā)生意外復(fù)位并且返工,，將會帶來難以想象的嚴(yán)重后果。電腦控制的導(dǎo)彈,，在對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射之后的飛行過程中,，如果發(fā)生意外復(fù)位并且重新從頭執(zhí)行程序，那么將會產(chǎn)生難以預(yù)料的結(jié)果,。
綜上所述,，單片機在工作過程中,，受到意外干擾而進(jìn)行復(fù)位操作，如果說是不可避免的,，那么復(fù)位之后從何處或在何種背景下開始運行程序,，則是可以人為安排的。因此,，復(fù)位標(biāo)志位的應(yīng)用方法實質(zhì)上就是復(fù)位處理程序的編寫方法,。復(fù)位處理程序的處理流程如圖2所示。
圖2 復(fù)位處理程序流程
類似于編寫UART串口通信中斷服務(wù)程序的思路,，在進(jìn)入中斷程序之后首先要檢測中斷標(biāo)志位,，看是一次接收中斷（RI=1）還是一次發(fā)送中斷（SI=1），然后再進(jìn)入不同程序分支進(jìn)行針對性服務(wù),。從圖2中可以看出,，在從復(fù)位矢量0000H開始執(zhí)行用戶程序時，首先應(yīng)該檢測復(fù)位標(biāo)志寄存器,，判斷是電源初始加電還是其他復(fù)位源引起的復(fù)位或程序計數(shù)器PC清零,。
①如果是電源初始加電,，則進(jìn)行原始狀態(tài)的初始化。這種情況最簡單,。
?、谌绻麑儆诔绦蚺茱w引起的軟件復(fù)位、軟硬件復(fù)位,、非法地址復(fù)位,，或者人工強行復(fù)位，則應(yīng)該依據(jù)具體情況盡量恢復(fù)數(shù)據(jù)或修正參數(shù),，以便盡最大可能不影響或少影響程序的正常運行（恢復(fù)和修正數(shù)據(jù)的具體算法這里不再深入探討）,。
③如果是欠壓復(fù)位,，則盡量從被打斷的程序斷點處重新開始執(zhí)行程序,。具體的實現(xiàn)方法和步驟可以是： 復(fù)位之前——單片機響應(yīng)PFO中斷請求而進(jìn)入其服務(wù)程序后，保存堆棧指針SP當(dāng)前值到指定RAM單元,，把單片機推入停機狀態(tài),；復(fù)位之后——待電源恢復(fù)后，MAX813L得電而從RESET端送出高電平信號,，喚醒停機狀態(tài)下的單片機,。若喚醒后的單片機再檢測到是欠壓復(fù)位，則首先復(fù)原先前的SP值,，再利用一條RET（或RETI）指令彈出停機之前的程序斷點到PC,，從而可以繼續(xù)執(zhí)行前面的任務(wù),。