本發(fā)明涉及一種具有可移植性與低功耗的mcu裝置，涉及微控制器。

背景技術(shù)：

1、伴隨著技術(shù)的進(jìn)步與社會(huì)的演進(jìn)，社會(huì)在最近幾年里也正在以令人驚訝的方式經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻變化。人類社會(huì)由最開始的機(jī)械電子工業(yè)、隨后的電子信息時(shí)代、現(xiàn)在的智能時(shí)代都經(jīng)歷著巨大的變革。伴隨著時(shí)代的不斷變化，電子產(chǎn)品發(fā)展表現(xiàn)出了越來越明顯的態(tài)勢(shì)，在我們的日常生活當(dāng)中扮演者更加重要的角色。在一定程度上，電子產(chǎn)品已成為當(dāng)代人們生活必不可少的部分。在集成電路與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，各類電子產(chǎn)品層出不窮，已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)中的一個(gè)重要產(chǎn)品。當(dāng)前世界各大企業(yè)紛紛開發(fā)本國(guó)微控制器產(chǎn)品來適應(yīng)市場(chǎng)需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)，汽車電子，工業(yè)控制等行業(yè)的發(fā)展，微控制器（mcu）的下游應(yīng)用需求將會(huì)不斷攀升，這為mcu產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)拓展提供了廣闊空間。

2、mcu是一款集成了存儲(chǔ)器、輸入輸出端口、定時(shí)器、串行通信端口和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（digital-to-analog?converter,dac）等外圍器件的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它的核心是中央處理器（central?process?unit,cpu）。mcu可以處理各種復(fù)雜而又龐大的指令，并具有強(qiáng)大的功能擴(kuò)展能力，可以按照處理器參與一次運(yùn)算的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，即位寬，對(duì)其進(jìn)行分類，包括4位、8位、16位、32位以及64位。據(jù)2020年在cisa上的公示信息表明，在國(guó)內(nèi)的mcu市場(chǎng)中，8位和32位的mcu分別占據(jù)了43%和54%的市場(chǎng)份額，這兩種mcu是使用度最高的。8位mcu因其安全、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活、設(shè)計(jì)容易、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于中低端工控等基礎(chǔ)領(lǐng)域。和8位mcu相比，32位mcu展現(xiàn)出更加優(yōu)秀的運(yùn)算能力，能夠同時(shí)處理更多數(shù)量的外部設(shè)備。因此在智能家居、汽車電子等更為高端、更為復(fù)雜的場(chǎng)景中得到了廣泛的應(yīng)用。

3、國(guó)內(nèi)外對(duì)mcu的研究，最初由于受處理器核心的命令和數(shù)據(jù)約束，mcu計(jì)算速度和運(yùn)行效率較低。但隨著研究人員在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和芯片技術(shù)等方面的深入研究，mcu在性能和運(yùn)行速度上得到了極大地改善。盡管單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，mcu的低功耗和低成本特點(diǎn)使其備受關(guān)注，但從國(guó)內(nèi)外整體發(fā)展?fàn)顩r來看，國(guó)內(nèi)的研究還處在前期階段，缺乏深度和系統(tǒng)性的研究?，F(xiàn)有mcu裝置在可移植性方面也存在一定的局限性，限制了其廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本發(fā)明提供一種具有可移植性與低功耗的mcu裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高mcu的計(jì)算速度和運(yùn)行效率。

2、技術(shù)方案：一種具有可移植性與低功耗的mcu裝置，包括指令架構(gòu)、存儲(chǔ)架構(gòu)、流水線架構(gòu)、處理器內(nèi)核與外設(shè)ip、uart模塊、spi模塊、tmr0模塊、gpio模塊和wdt模塊。

3、所述指令架構(gòu)包括操作文件寄存器的字節(jié)操作類指令，操作文件寄存器的位操作類指令，立即數(shù)操作類指令以及固定編碼格式控制類指令；每個(gè)指令有對(duì)應(yīng)代碼塊或者字節(jié)表；在所有的操作類指令中，操作碼字段位于最高位段，操作碼字段包含指令類型和功能信息。

4、所述存儲(chǔ)架構(gòu)包括指令存儲(chǔ)區(qū)、核心（core）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)；首先，指令存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)mcu執(zhí)行的指令，包括閃存或rom實(shí)現(xiàn)；其次，核心（core）從指令存儲(chǔ)區(qū)讀取指令并執(zhí)行，通過總線與指令存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)mcu運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

5、指令存儲(chǔ)區(qū)分配有不同大小和數(shù)量的區(qū)域，指令存儲(chǔ)區(qū)的分配過程涉及為不同類型的指令分配適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)區(qū)域，以確保有效的指令訪問和執(zhí)行。首先，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)指令的大小、數(shù)量及其特性，劃分指令存儲(chǔ)區(qū)為多個(gè)區(qū)域。這些區(qū)域的大小通?；谥噶畹木唧w需求，例如，字節(jié)操作指令、位操作指令和控制指令可能需要不同大小的存儲(chǔ)區(qū)域。接著，系統(tǒng)會(huì)為每種類型的指令分配一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，這些區(qū)域的大小和數(shù)量根據(jù)預(yù)期的指令集規(guī)模進(jìn)行調(diào)整。最后，系統(tǒng)確保每個(gè)指令在其分配的區(qū)域內(nèi)能夠高效地存儲(chǔ)和檢索，避免了存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，并優(yōu)化了指令訪問的速度和效率。這一過程通常由編譯器和操作系統(tǒng)共同管理，通過動(dòng)態(tài)分配和靜態(tài)分配策略來實(shí)現(xiàn)指令存儲(chǔ)的高效利用。通過分區(qū)技術(shù)與地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，使得指令存儲(chǔ)具有更廣泛的適用性；所述地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，用于管理和訪問存儲(chǔ)器的方法，將邏輯地址映射到物理地址；需要訪問的指令或數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址超出當(dāng)前內(nèi)存分頁的范圍時(shí)，采用多種不同的尋址方式來實(shí)現(xiàn)直接跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)地址；因指令存儲(chǔ)器與寄存器有某種映射關(guān)系，所以在程序運(yùn)行時(shí)，若內(nèi)存無殘留，則需要對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行重新初始化。

6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，分成4個(gè)獨(dú)立分頁，分頁主要包括特殊功能寄存器區(qū)，通用寄存器區(qū)，以及公共映射區(qū)。特殊功能寄存器區(qū)為存放具有特殊功能的寄存器，在每一個(gè)分頁上安裝有低地址的單位，包括內(nèi)核與外設(shè)這兩種類型的配置寄存器。在一個(gè)設(shè)定的時(shí)間里，特殊功能寄存器區(qū)按設(shè)定規(guī)則讀寫數(shù)據(jù)文件，在設(shè)定時(shí)間點(diǎn)，通過定時(shí)器中斷或調(diào)度器觸發(fā)，對(duì)映射到設(shè)定內(nèi)存地址的特殊功能寄存器進(jìn)行讀寫操作，依據(jù)預(yù)先定義的規(guī)則和條件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件功能的控制和監(jiān)視。通用寄存器內(nèi)保存有軟件內(nèi)定義變量通用數(shù)據(jù)并保存于各分頁高地址單元。第一分頁70h至7fh映射全部分頁公共存儲(chǔ)區(qū)使數(shù)據(jù)在各分頁間存儲(chǔ)單元中任意分享，實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)管理。

7、所述流水線架構(gòu)采用了雙層淺流水結(jié)構(gòu)。其中，第一流水線用于取指，第二流水線用于執(zhí)行。在第二流水線中，每個(gè)時(shí)鐘周期被分成四個(gè)階段，每個(gè)階段由時(shí)鐘的不同邊沿觸發(fā)：第一個(gè)邊沿用于指令譯碼，第二個(gè)邊沿用于操作數(shù)提取，第三個(gè)邊沿用于指令執(zhí)行，第四個(gè)邊沿用于結(jié)果寫回。

8、所述處理器內(nèi)核與外設(shè)ip中，分為如下功能模塊，分別是專用寄存器堆模塊，程序計(jì)數(shù)器模塊，控制器模塊，中斷控制模塊，時(shí)鐘/復(fù)位管理模塊和堆棧模塊。

9、所述專用寄存器堆模塊的主要功能是為內(nèi)核和外圍設(shè)備設(shè)置工作信息，能實(shí)時(shí)地記錄程序在執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生的各種重要標(biāo)志信號(hào)。該模塊由六個(gè)有特殊作用的寄存器組成：indf是間接尋址模式寄存器，pcl是程序計(jì)數(shù)器的低八位，status是狀態(tài)寄存器，fsr是文件選擇寄存器，pclath是程序計(jì)數(shù)器的高五位，而work是工作寄存器但沒有統(tǒng)一地址編碼。每個(gè)寄存器都有相應(yīng)的復(fù)位值。

10、所述程序計(jì)數(shù)器模塊的主要功能是分析當(dāng)前指令的解碼、運(yùn)算結(jié)果和外部中斷，從而確定下一條指令的地址，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

11、程序計(jì)數(shù)器包括三部分，分別是指令譯碼模塊、運(yùn)算單元模塊、寄存器。指令譯碼模塊負(fù)責(zé)將從存儲(chǔ)器中讀取到的指令信息通過串行方式傳送給運(yùn)算單元模塊，以便于計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)值并發(fā)送至寄存器中儲(chǔ)存，其中涵蓋了操作碼、操作數(shù)地址、立即數(shù)和目標(biāo)地址等重要的信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他模塊工作的高精度控制。

12、執(zhí)行控制代碼模塊可以實(shí)現(xiàn)從操作序列中提取關(guān)鍵位置，然后根據(jù)該關(guān)鍵位置產(chǎn)生新的操作序列，最后再與原操作序列合并形成一個(gè)完整的操作序列。通過對(duì)輸入的兩個(gè)源操作數(shù)和操作碼進(jìn)行16種運(yùn)算，運(yùn)算單元模塊能夠?qū)⑦\(yùn)算后獲得的運(yùn)算結(jié)果和重要的標(biāo)志位信息統(tǒng)一輸出，從而實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理。中間處理單元模塊用于處理由各個(gè)操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及從多個(gè)端口獲得的控制數(shù)據(jù)?？刂破髂K基于互聯(lián)總線，負(fù)責(zé)控制特殊功能寄存器、通用寄存器和w寄存器的讀寫時(shí)序，并輸出相應(yīng)的讀寫使能信號(hào)。通信模塊用于傳輸控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)報(bào)告，并與外部設(shè)備之間的通信協(xié)議進(jìn)行交互。中斷控制模塊具備同步和響應(yīng)來自多個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)的能力，從而能夠生成系統(tǒng)中斷信號(hào)。存儲(chǔ)單元模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及與存儲(chǔ)器接口連接的器件狀態(tài)。時(shí)鐘/復(fù)位管理模塊接收與內(nèi)存接口相連的器件狀態(tài)和外部晶振的時(shí)鐘信息，產(chǎn)生多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，如基準(zhǔn)時(shí)鐘、四相時(shí)鐘和指令周期時(shí)鐘，這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，并管理復(fù)位源，生成整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要用于保存應(yīng)用程序中所必須用到的數(shù)據(jù)格式及相關(guān)參數(shù)。盡管堆棧模塊具備保存調(diào)用子程序以及相應(yīng)中斷前的指令地址的能力，但需要注意的是，它不能被軟件直接進(jìn)行讀寫操作。

13、專用寄存器堆模塊提供了對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵寄存器的訪問和操作；程序計(jì)數(shù)器模塊通過分析指令的解碼結(jié)果，通過指令譯碼模塊、運(yùn)算單元模塊和寄存器，確保指令的正確執(zhí)行；控制器模塊管理寄存器的讀寫時(shí)序，協(xié)調(diào)各模塊的操作；中間處理單元模塊處理數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，并與通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通信模塊負(fù)責(zé)與外部設(shè)備的通信；存儲(chǔ)單元模塊存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并與時(shí)鐘/復(fù)位管理模塊緊密配合，確保系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位功能；堆棧模塊則提供了數(shù)據(jù)保存的能力，但受限于不被軟件直接操作。

14、所述uart模塊作為一種異步傳輸器，通過設(shè)定接收端和發(fā)射端的傳輸格式和速率，能夠確保數(shù)據(jù)在不需要使用時(shí)鐘線的情況下被正常傳輸。為了實(shí)現(xiàn)uart的收發(fā)功能，對(duì)兩種類型的寄存器進(jìn)行了配置：第一種是uart的外圍設(shè)備寄存器，通過配置它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)uart工作模式的靈活配置，包括選擇通信模式（接收、發(fā)送或全雙工）、設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)以及校驗(yàn)方式，從而適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)傳輸需求；另一種是核心的中斷類寄存器，當(dāng)內(nèi)核需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)變化或事件時(shí)，通過配置中斷類寄存器可以使系統(tǒng)以中斷的方式對(duì)外設(shè)寄存器進(jìn)行訪問。這種方式允許系統(tǒng)在需要時(shí)立即響應(yīng)外部事件，如uart接收到新數(shù)據(jù)或發(fā)送完成，從而實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換和處理，符合內(nèi)核調(diào)度上的實(shí)時(shí)性需求。

15、uart模塊支持8位和9位的數(shù)據(jù)發(fā)送模式，提供了可選的校驗(yàn)位和1位結(jié)束位。此模塊還能夠支持接收中斷功能。包括連接到sfr總線接口的多個(gè)寄存器（如rcsta、rcreg、spbrg、txreg和txsta），接收和發(fā)送的fifo緩沖區(qū)、比特率發(fā)生器、接收狀態(tài)機(jī)和發(fā)送狀態(tài)機(jī)，這些組件通過內(nèi)部訪問和中斷信號(hào)相互連接，協(xié)調(diào)處理從rx接收到tx發(fā)送的并行數(shù)據(jù)流。在此基礎(chǔ)上還增加了自定義的協(xié)議接口，可以與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此模塊的可擴(kuò)展性和靈活性都得到了顯著的提升，從而為系統(tǒng)的升級(jí)和更改提供了更加便利的條件。采用這種模塊化的設(shè)計(jì)方案，既充分節(jié)省了硬件資源，還降低了開發(fā)難度。uart模塊是由sfr總線控制邏輯和uart收發(fā)控制邏輯兩部分構(gòu)成的，是本發(fā)明中不可或缺的核心組成部分。sfr總線控制部分主要用于實(shí)現(xiàn)與cpu之間的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)cpu的指令配置，可以對(duì)與uart模塊有關(guān)的工作寄存器進(jìn)行分配，對(duì)相應(yīng)的狀態(tài)寄存器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)收發(fā)寄存器進(jìn)行讀寫操作。通過使用配置信息，uart收發(fā)控制邏輯能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同波特率數(shù)據(jù)信息的收發(fā)與緩存功能，并且能夠檢測(cè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，并且將結(jié)果以標(biāo)志位的方式進(jìn)行輸出，為數(shù)據(jù)傳輸提供了可靠的保障。

16、所述spi模塊支持主從兩種傳輸模式和四種通信模式，具備接收中斷功能。同時(shí)該模塊還具備與其它外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的能力。將該模塊的設(shè)計(jì)劃分為sfr總線控制邏輯和spi收發(fā)控制邏輯兩個(gè)部分。spi收發(fā)控制邏輯涵蓋了多個(gè)模塊，其中包括regcon發(fā)送信號(hào)控制模塊、trig觸發(fā)控制模塊、baudgen時(shí)鐘分頻模塊、rx數(shù)據(jù)接收模塊以及tx數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。

17、所述tmr0模塊實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能的途徑主要由以下兩種：定時(shí)和計(jì)數(shù)。定時(shí)利用分頻計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，計(jì)數(shù)基于來自外部輸入的脈沖信號(hào)，當(dāng)這個(gè)脈沖信號(hào)周期性地變化時(shí)即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。

18、本發(fā)明中的定時(shí)計(jì)數(shù)器模塊有內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘這兩種驅(qū)動(dòng)方式可供選擇。其中，利用外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)可以自主選擇觸發(fā)邊沿。首先，配置定時(shí)器以接收外部時(shí)鐘源作為計(jì)時(shí)基準(zhǔn)，并通過寄存器設(shè)置選擇觸發(fā)邊沿的類型，如上升沿、下降沿或雙邊沿。定時(shí)器內(nèi)部包含八位預(yù)分頻器和計(jì)數(shù)寄存器，八位預(yù)分頻器可由軟件編程設(shè)置其分頻系數(shù)，確定每個(gè)時(shí)鐘脈沖對(duì)計(jì)數(shù)器的影響次數(shù)，從而調(diào)節(jié)計(jì)時(shí)精度和溢出時(shí)間間隔。計(jì)數(shù)寄存器可通過cpu進(jìn)行讀寫操作，cpu可以讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)值或?qū)懭胄碌某跏贾担刂贫〞r(shí)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)。當(dāng)計(jì)數(shù)寄存器溢出時(shí)，定時(shí)器生成中斷請(qǐng)求信號(hào)，系統(tǒng)響應(yīng)中斷請(qǐng)求并執(zhí)行預(yù)定義的中斷服務(wù)程序（isr），以處理特定的中斷事件，如重置計(jì)數(shù)器、更新數(shù)據(jù)或執(zhí)行其他相關(guān)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)器的精確計(jì)時(shí)功能及時(shí)中斷處理。

19、作為微處理器與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的一種接口，gpio模塊的引腳用作數(shù)據(jù)的輸入輸出，還可以和其他功能模塊進(jìn)行復(fù)用，實(shí)現(xiàn)不同工作模式中的中斷。

20、采用了兩組由8個(gè)引腳組成的gpio，每個(gè)引腳都使用tris寄存器上對(duì)應(yīng)的位進(jìn)行控制，輸入信號(hào)以高電平表示，而輸出信號(hào)則以低電平呈現(xiàn)。在設(shè)置中斷源時(shí)，必須先將使能信號(hào)傳遞到intcon寄存器的rbie位，以確保中斷請(qǐng)求信號(hào)能夠被發(fā)送到intcon的rbif位。另外，如果需要對(duì)一個(gè)寄存器進(jìn)行操作的話，可以選擇不同的寄存器分別執(zhí)行。在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，本發(fā)明采用了一種將兩個(gè)寄存器映射到同一物理地址的方法，以解決輸入和輸出方向之間的邏輯沖突問題。

21、wdt模塊中，使用看門狗定時(shí)的方法來檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)程序運(yùn)行異常時(shí)，溢出信號(hào)送到分頻器中后會(huì)根據(jù)此分頻比生成一個(gè)看門狗溢出信號(hào)，再把這個(gè)看門狗信號(hào)輸入至內(nèi)核的復(fù)位管理模塊，繼而引發(fā)全局復(fù)位。當(dāng)程序正常運(yùn)行時(shí)，就不會(huì)引發(fā)復(fù)位。

22、低功耗設(shè)計(jì)與改進(jìn)：

23、（1）操作數(shù)隔離設(shè)計(jì)

24、alu?是一個(gè)由?16?種運(yùn)算電路組成的計(jì)算單元，當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的翻轉(zhuǎn)功率。為了降低這個(gè)翻轉(zhuǎn)功耗，需要對(duì)專用寄存器堆模塊中的每個(gè)寄存器地址都設(shè)置有相應(yīng)的操作標(biāo)識(shí)，例如?indf、pcl、status、fsr、pclath?和?work?寄存器。當(dāng)alu類指令到達(dá)時(shí)，每條指令所包含的操作碼、src1和src2操作數(shù)在計(jì)算完成后會(huì)傳送到alu單元之中，在輸入src1和src2操作數(shù)之前，引入了一個(gè)操作數(shù)隔離寄存器，alu的操作數(shù)隔離電路用于在執(zhí)行運(yùn)算時(shí)，將不同的操作數(shù)有效地隔離和選擇，以確保正確的數(shù)據(jù)傳輸和處理。該電路通過使用多路復(fù)用器和控制信號(hào)，根據(jù)指令需求從寄存器或立即數(shù)中選擇適當(dāng)?shù)牟僮鲾?shù)，送入alu進(jìn)行運(yùn)算。

25、（2）休眠喚醒模式

26、一旦系統(tǒng)配置完成，mcu?可能會(huì)在剩余時(shí)間內(nèi)很有可能處于閑置狀態(tài)。只有在外圍設(shè)備的模塊發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)后，內(nèi)核才會(huì)對(duì)其做出響應(yīng)并執(zhí)行中斷程序，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在?mcu?處于閑置狀態(tài)時(shí)，可以采用一種省電的休眠模式，即待機(jī)模式或低功耗模式，以替代那些機(jī)械且缺乏實(shí)際意義的操作過程，從而使?mcu?在這段時(shí)間內(nèi)得到短暫的休息，并保持在較低的功耗水平。這種休眠模式通常包括關(guān)閉部分內(nèi)部電路或降低處理器頻率，以減少功耗，同時(shí)保留足夠的功能以響應(yīng)外部中斷信號(hào)。在這個(gè)過程中，如果有必要的話，會(huì)將當(dāng)前寄存器狀態(tài)、臨時(shí)變量以及任何中間計(jì)算結(jié)果等關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，以備下次喚醒時(shí)能夠迅速恢復(fù)到休眠前的狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)行未完成的任務(wù)或執(zhí)行新的操作。當(dāng)需要執(zhí)行控制任務(wù)時(shí)，可以使用中斷請(qǐng)求或看門狗定時(shí)等方式喚醒mcu系統(tǒng)。在休眠模式下，如果要重新開始工作的話，則必須先激活休眠使能電路才能恢復(fù)工作。當(dāng)工作模式轉(zhuǎn)換為休眠模式時(shí)，內(nèi)核需要執(zhí)行sleep指令，隨后mcu會(huì)對(duì)休眠狀態(tài)進(jìn)行譯碼，以拉高能信號(hào)，并關(guān)閉clk_q1、clk_q2、clk_q3、clk_q4四相時(shí)鐘，而mcu中的各寄存器則會(huì)保持當(dāng)前狀態(tài)不變。在進(jìn)入休眠狀態(tài)后，本發(fā)明提出了兩種喚醒方法，其中一種是采用“看門狗”定時(shí)，即使系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，看門狗仍能繼續(xù)工作，但當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位，實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒；另一種就是在系統(tǒng)進(jìn)入睡眠之后，利用休眠使能信號(hào)進(jìn)行初始化，然后通過中斷方式啟動(dòng)休眠，這樣也能夠達(dá)到一定程度的喚醒效果。第二種方法是利用中斷請(qǐng)求來觸發(fā)晶振重新起振，從而實(shí)現(xiàn)喚醒。然而，由于從起振狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)需要一段時(shí)間，因此中斷請(qǐng)求信號(hào)必須在這段時(shí)間內(nèi)始終保持高電平，直到系統(tǒng)恢復(fù)正常執(zhí)行時(shí)才能逐漸降低，否則將導(dǎo)致喚醒失敗。如果此時(shí)晶振上有一個(gè)比較高的標(biāo)志位信號(hào)，則說明這個(gè)晶振上沒有任何故障或者不存在錯(cuò)誤的信息，這時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生中斷現(xiàn)象。只有在系統(tǒng)被喚醒并進(jìn)入中斷程序后，中斷請(qǐng)求標(biāo)志位信號(hào)才會(huì)出現(xiàn)拉低現(xiàn)象。