文 / 杜洋 洋桃电子
到洋桃电子全部文章:http://www.doyoung.net/YT/index.html
这篇文章PDF百度云下载:https://pan.baidu.com/s/1hsqyVZI
上一期我们讲了内核、存储器和时钟,它们都是单片机核心功能的一部分,没有它们中的任何一个,单片机都不
能正常工作。而核心功能还包括复位和电源管理两个部分,因为篇幅关系没有写完,这一期把它们补上。同时我还要继续介绍单片机的多个重要功能。之所以说“重要”,是因为单片机如果没有这些功能,虽然可以正常工作,但其性能和所发挥的作用会大大减弱。重要功能包括:低功耗模式、ADC、DMA、I/O端口、调试模式、定时器、看门狗定时器和嘀嗒定时器。因为我们现在是做入门的介绍,一开始不能讲得太深、太复杂,对于每个功能,我只介绍其表面上的功能与原理。大家只要看过,有一个基本的印象即可。待日后讲到编程设计时再深入讲解,你便会有温故知新的感觉。
【复位】
复位功能是核心功能的一部分,大到PC,小到单片机,每一台计算机系统都有。在我小时候,台式机的机箱上会有一个独立的复位按钮。随着PC 越来越高级和稳定,复位按钮渐渐被取消了,但在主板上还是有复位电路的。单片机上的复位功能也有着类似的变化,在我学习单片机时,需要在单片机的一个复位专用引脚上接一个由电阻和电容组成的复位电路。如果没有这个电路,单片机就没法工作。近些年来的新款单片机都把复位功能内置到单片机中,用户甚至可以忽略复位这件事了。如果有必要,你可以在复位引脚上接一个按键用来手动复位,除此之外不需其他操作。
复位功能的作用是让RAM 中的数据清空,让所有连接到复位的相关功能都回到刚开始工作的(初始)状态。在接通电源之前,单片机里的存储器及其他功能的状态是混乱、不稳定的。如果上电后不复位,所有功能都处在无序状态,就好像军队集合时没有立正、稍息、向右看齐,直接齐步走的结果就是乱成一片。复位的作用就是让单片机内部秩序化,都回到设计者规定好的状态。这个状态为用户程序的运行做了充分的准备,就像计算机每次重启一样。
在STM32 单片机中,有一个供电监控器,这个监控器是一直工作的,它能监测外部电源的电压,当电压低于2V 时,监控器会让单片机复位。当电压高于2V 时,监控器让单片机进入工作状态。这个监控器本质上达到了上电复位的效果,也就是说你每次给单片机接通电源时,电压都是一次从0 升到3.3V(STM32 的工作电压)的过程,这个过程使单片机复位,不需要再外接复位电路。还有一种复位的方法是在单片机的复位引脚上接一个微动开关,开关另一端接地。按下开关可手动复位,如图1 所示。
图1 外接复位按键电路原理图
【电源管理】
电源管理是指对单片机外接电源处理、分配的功