应用系统性能的优化设计课件.ppt

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1、第12章应用系统性能的优化设计单片机及应用第12章应用系统性能的优化设计12.1系统振荡方式及其选择12.2如何实现可靠复位12.3利用看门狗提高系统可靠性12.4SLEEP方式及其唤醒12.5利用程序保密位保护软件12.6PIC单片机应用系统低功耗设计技术12.1系统振荡方式及其选择时钟系统是维持单片机正常运转的一种片内必不可少的关键的功能部件。PIC系列单片机的系统时钟（也可以称主时钟或时基）可以工作在DC~20MHz的频率范围之内。这意味着PIC系列单片机可以工作在时钟停振的状态之下。12.1系统振荡方式及其选择PI

2、C系列单片机设计了4种类型的时基方式可供用户选择:（1）XT方式：晶体／陶瓷谐振器方式；（2）HS方式：高速晶体／陶瓷谐振器方式；（3）LP方式：低功耗晶体振荡器方式；（4）RC方式：外接阻容振荡器方式。12.1系统振荡方式及其选择1.外接晶体振荡器／陶瓷谐振器这种振荡包括XT，HS，LP，其电路是在OSC1和OSC2两端加一晶体/陶瓷只有HS和XT模式才可能需要RS。12.1系统振荡方式及其选择2.RC振荡这种振荡成本最低，但频率稳定度差，用于时序精确度要求不高的场合。RC振荡是在OSC1端接一个串联电阻电容。阻值应取3

3、KΩ-100KΩ之间。电容应取20PF以上。12.1系统振荡方式及其选择3.引入外来时钟源各种PIC单片机当工作在LP，XT，HS振荡方式时，可以接受外部振荡源，外部振荡信号从OSC1端输入，OSC2端开路。12.2如何实现可靠复位1.复位类型：（1）芯片上电复位，（2）正常状态下MCLR端低电平复位，（3）电源欠压复位，（4）正常状态下WDT溢出复位，（5）SLEEP状态下MCLR端低电平复位。12.2如何实现可靠复位2.复位时PIC状态（1）振荡器处于起振准备状态（2）‘TRIS’被置全1（输入），所有I/O口高阻（3

4、）PC被置全0，指向0000H单元（4）OPTION被置全1（5）看门狗定时器WDT和预分频器被清0（6）状态寄存器STATUS或FSR体选位清0（7）RC振荡时OSC2引脚的CLKOUT信号置低电平12.2如何实现可靠复位3.内部上电复位上电延迟器（PWRT）:芯片每次上电时，提供一个固定的72ms的延时，使VDD有足够时间上升到合适的电压。振荡起振定时器（OST）:在PWRT之后，又提供一个1024个时钟周期的延迟时间，目的是为了确保晶体振荡器或陶瓷谐振器构成的时基振荡器有足够的时间起振和建立稳定的振荡，以便为芯片提供

5、精确稳定的时基信号。12.2如何实现可靠复位4.外部复位电路若需要延长复位时间以建立稳定的振荡，可以在MCLR端外接复位电路。12.2如何实现可靠复位5.内部掉电锁定复位（欠压复位）复位锁定电路：在一些应用中，要对供电电压VDD随时检测，一旦VDD下降到某一阈值，就复位以免系统失控。而且这个复位状态要一直保持到VDD上升到阈值以上才可以脱离。当PCON寄存器的BOR为1时表示已发生掉电复位锁定。掉电复位锁定不会改变寄存器的值。12.2如何实现可靠复位6.外部掉电复位锁定低档PIC单片机和某些高档机不带内部掉电复位锁定，需要

6、外接复位锁定电路。12.3利用看门狗提高系统可靠性看门狗计时器(watchdogtimer)，即WDT是一个片内自振试RC振荡计时器，无需任何的外接元件,即使芯片OSC1/OSC2上振荡停止了(例如执行了SLEEP后)，WDT照样保持计时。在芯片内”系统定义字”(ConfigurationEPROM)中的一个位是用于控制WDT的,可以将其置”0”来控制WDT使之永远不起作用.12.3利用看门狗提高系统可靠性12.3利用看门狗提高系统可靠性1.WDT周期WDT有一个基本的溢出周期18ms(当无预分频系数时)，如果需要更长的W

7、DT周期，可以把预分频倍数分配给WDT，最大分频比可达1:128，这时的WDT溢出周期和环境温度、Vdd等参数有关系。“CLRWDT”和”SLEEP”指令将清除WDT计时器以及预分频器(当预分频器分配个WDT时)12.3利用看门狗提高系统可靠性2.WDT编程注意事项使用WDT，一定要在程序中放一条“CLRWDT”指令，以保证在WDT溢出前被清零。在噪声工作环境下，OPTION寄存器可能会因受干扰而改变，从而改变预分频器的分配状态，所以最好每隔一段时间就将其重新设置一下。12.4SLEEP方式及其唤醒1.进入睡眠执行一条”S

8、LEEP”指令之后，PIC单片机即进入睡眠状态，晶振停止，单片机的功耗大大减小，Ipd的典型值仅为几个微安。12.4SLEEP方式及其唤醒2.唤醒睡眠下列事件可以将处于睡眠状态的单片机唤醒：（1）在复位输入端MCLR施加低电平使系统复位。（2）在看门狗WDT超时溢出，一般使唤醒后的芯片接着SLEEP指令