STC单片机复位解析：版本结果

通过某种方式，使单片机内部各类寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。STC15W4K32S4系列单片机的复位可通过IAP_CONTR特殊功能寄存器操作进行复位。复位后，单片机将根据复位前IAP_CONTR寄存器中SWBS位的值选择系统执行程序区域。

1.复位形式

IAP_CONTR寄存器格式和各位功能如下：

其中SWBS位是控制CPU执行程序位置，即当SWBS=0时，复位后从用户区启动执行，当SWBS=1时，从系统ISP监控程序区执行程序。

而SWBST=0，不操作；当SWBST=1时，软件控制复位，单片机自动复位。

复位分为冷启动复位和热启动复位两种，它们的区别见表2-11。

表2-11 冷启动与热启动复位比较

（续）

2.外部复位电路

STC15W4K32S4系列单片机的复位可以内部复位，也可外部复位。内部复位电路结构如图2-24所示。复位引脚RST/P5.4通过内部一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用作噪声抑制，在每个机器周期的S5P2时刻，复位电路采样一次施密特输出电平，获得内部复位操作所需要的信号。STC单片机出厂时被设置为I/O口，要将其改为RST复位功能应在ISP编程时设置。

当单片机正常工作后，若在RST引脚上维持24个时钟的高电平，24μs后单片机就开始复位操作，复位后将RST引脚拉为低电平。复位后从系统ISP监控程序区开始执行程序；若检测不到合法的ISP下载指令流，或检测到合法下载指令流并下载完程序后，均会软复位到用户程序区执行用户程序。

外部复位电路通常有上电复位、手动按键复位和看门狗电路复位三种方式。

（1）上电复位电路

上电复位是最简单的复位电路，在RST复位输入引脚上连接一个电容至V_CC，再连接一个电阻到地即可，如图2-25所示。

图2-24 单片机片内复位电路结构

图2-25 上电复位电路

上电复位是通过外部复位电路中的电容充放电来实现的，也就是通过上电瞬间，电容给RST端输入一个短暂的高电平，此高电平随着V_CC对电容充电时间的增加而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为保证单片机能可靠地复位，必须使RST引脚至少保持两个机器周期高电平，CPU在第2个机器周期内执行内部复位操作，以后每一个机器周期重复一次，直至RST端电平变低。

在图2-25的复位电路中，当电源接通时，只要V_CC的上升时间不超过1ms，单片机就能可靠地复位。当V_CC掉电时，必然会使RST端的电压迅速下降到0V以下。但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压不会对器件产生损害。另外，在复位期间不产生ALE信号，同时，各端口引脚也处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“1”状态。

如果单片机在上电时不能有效复位，则程序计数器PC可能是随机值，而不是初值0。因此CPU有可能从一个未知的位置开始执行程序，而导致系统出错。

（2）手动复位电路

手动复位需要人为在复位输入端加一个高电平，可用一个按键接在RST端与电源V_CC之间。因此，系统接通电源时，单片机自动上电复位后进入正常运行状态。当系统运行出现问题时，可以人为按下复位按键，使V_CC的+5V电平直接加到RST端，迫使单片机复位。

手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，电平复位是通过RST端经电阻与电源V_CC接通来实现的，复位电路如图2-26所示。当时钟频率采用12MHz时，电容C₃取10mF，电阻R₁取8.2kW，R₂取1kW。

按键脉冲复位是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，复位电路如图2-27所示。(www.xing528.com)

另外，单片机在实际应用中，有时需要外扩I/O接口芯片，这些外扩的芯片可以设计为独立的上电复位电路，为节省成本，外部芯片的复位端也可以与单片机复位端连接。但单片机和有些外部芯片的复位电路、复位时间不完全一致，为保证复位的可靠性，复位电路中的R、C参数会受影响，必须统一考虑，否则会导致单片机初始化程序不能正常运行。

图2-26 手动电平方式复位

图2-27 手动脉冲方式复位电路

（3）“看门狗”复位

在单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，使执行程序跑飞，造成程序的正常运行被打断而陷入死循环，使整个系统陷入停滞状态，引发不可预料的后果。因此，为了实时监测单片机运行状态，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片，称为Watch Dog电路，俗称“看门狗”。

看门狗分为硬件看门狗和软件看门狗两种。硬件看门狗可以在外部设计一个定时器电路（如看门狗芯片MAX801）来监控主程序的运行。看门狗电路一般有一个输入端，叫喂狗，有一个信号输出端，叫复位（连接到单片机的RST端）。单片机正常工作时，每隔一段时间输出一个信号到喂狗端，使WDT清0，如果程序跑飞或发生死循环时，在规定的时间不能去喂狗，WDT定时计数器超过预定值，看门狗电路就会在输出端产生一个高电平信号使单片机复位，使程序重新开始执行。

软件看门狗技术的原理和硬件看门狗差不多，只不过是用软件的方法来实现。设计软件看门狗时，可以采用单片机内部的两个定时器来对主程序的运行进行监控，保证系统的稳定运行。

因此，看门狗能有效地防止单片机死机，使单片机在无人状态下实现连续工作。STC15W4K32S4系列单片机内部都集成了“看门狗”部件，由特殊功能寄存器控制，可实现硬件“看门狗”功能。

3.内部复位

STC15W4K32S4系列单片机内部复位包括内部上电复位（掉电复位和上电复位）、内部低压检测复位、看门狗复位、软件复位以及程序地址非法复位等。

1）内部上电与MAX801专用复位。当电源电压V_CC低于掉电复位门槛电压时，会产生系统掉电复位。当V_CC电压上升，且高于复位门槛电压时，系统处于上电复位状态，上电复位延时32768时钟后复位结束。如果用户在ISP编程时选择了180ms的长复位延时，则上电复位后将产生180ms复位延时。

PCON特殊寄存器的POF位是上电复位标志位，单片机在停电后再上电进行冷启动复位后，POF=1，在热启动后POF保持不变，可由软件清0。要判断是上电复位（冷启动），还是外部复位引脚输入复位信号产生的复位，或是内部看门狗复位，可按图2-28单片机复位流程图所示的方法来判断。

2）内部低压检测复位。PCON特殊寄存器的LDVF位是低压检测标志位，同时也是低压检测中断申请标志位。在正常和空闲工作状态时，如果内部工作电压V_CC低于低压检测门槛电压，该位自动置1，与低压检测中断是否被允许无关。如果允许中断，还可申请中断。该位要用软件清0，清0后若V_CC继续低于低压检测门槛电压，又自动置1。

在进入掉电状态前，如果LVDF不允许中断，则进入掉电模式后，该低压检测电路不工作（可降低功耗）；如果允许中断，则一旦发生掉电进入掉电模式后，该低压检测电路会继续工作。此时若检测到工作电压V_CC小于门槛电压时，会产生LVDF中断，将单片机唤醒。

至于内部看门狗复位、软件复位和程序地址非法复位前面已介绍，见表2-11。

4.复位状态

单片机复位后，基本寄存器的值，例如程序计数器PC和部分特殊功能寄存器的复位状态见表2-5。复位不影响片内RAM存储的内容，而ALE在复位期间将输出高电平。

单片机复位时的状态决定了单片机内部有关功能部件的初始状态，见表2-5，其中：

1）程序计数器（PC）=0000H，表示复位后程序的入口地址为0000H。

2）程序状态字（PSW）=00H，表示复位后单片机默认选择0组工作寄存器。

3）堆栈指针（SP）=07H，表示复位后堆栈设在片内RAM的08H单元处开始。

4）P0～P3和P4～P7口锁存器为全1状态，说明系统复位后，这些并行I/O口可以直接作输入口，而不必给端口再置1。

5）定时器/计数器、串行口和中断系统等很多特殊功能寄存器复位后，将对各功能部件的工作状态产生影响。至于如何影响，将在后面进行介绍。

图2-28 单片机复位过程