起因

电池供电的产品（遥控器、传感器节点）绝大多数时间在待机，真正干活的时间很短——整机功耗基本由待机电流决定。STC8H 这类 51 内核单片机提供了几档低功耗模式，其中掉电模式（Power-Down）是最深的一档，待机电流能从 mA 级压到 μA 级。本文用一颗 STC8H1K08 实测进出掉电模式的完整流程和两档电流。

需求

按键 K1：熄灭 LED 并进入掉电模式；
按键 K2：触发外部中断 3，唤醒单片机，并在中断服务函数里点亮 LED；
万用表串入电源回路，实测运行与掉电两档的电流。

技术实现原理

时钟停振为什么能省电

CMOS 电路的动态功耗与时钟频率成正比（P ≈ f·C·V²）：时钟每翻转一次，片内成千上万个门电路跟着充放电一次——CPU 运行时 mA 级电流的来源就是它。掉电模式的思路是釜底抽薪：把时钟振荡整个停掉。没有时钟沿就没有充放电，动态功耗直接归零，只剩 PN 结漏电流（μA 以下）。所以 STC8H1K08 进入时钟掉电模式，CPU 以及全部外设均停止工作——不是“慢下来”，是彻底停。

停的是什么、留着什么、靠什么醒

停：CPU 取指和所有外设（定时器、串口、ADC……）——它们都是时钟的下游，源头停了全停；
留：VCC 仍在供电，RAM 和特殊功能寄存器内容原样保持，唤醒后从掉电指令的下一条继续执行，变量不丢；
醒：时钟都停了，能唤醒它的只能是“不依赖系统时钟”的事件——外部中断引脚上的电平跳变就是最常用的一种。本例 INT3（P3.7）接按键 K2：沿到来 → 时钟恢复 → 因为中断已使能，CPU 先执行中断服务函数（点灯），返回后接着跑主循环。

原理图

单片机电源：3V；
发光二极管 D1 用于指示是否进入掉电模式；
按键 K1 用于控制单片机进入掉电模式；
按键 K2 用于触发外部中断，使单片机退出掉电模式。

使用外部中断 3 唤醒处于掉电模式的单片机

逻辑：按下按键 K1，熄灭发光二极管，然后使单片机进入掉电模式。按下按键 K2 触发外部中断，使单片机退出掉电模式，在中断处理方法中点亮发光二极管。

代码实现

main.c 文件：

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sfr PCON        = 0x87;
sfr INTCLKO     = 0x8F;
sfr P1          = 0x90; /* Port 1 Register */
sfr P1M1        = 0x91; /* Port 1 Configuration Register 1 */
sfr P1M0        = 0x92; /* Port 1 Configuration Register 0 */
sfr IE          = 0xA8;
sfr P3M1        = 0xB1; /* Port 3 Configuration Register 1 */
sfr P3M0        = 0xB2; /* Port 3 Configuration Register 0 */
sfr AUXINTIF    = 0xEF;

/** PCON Register Bits Definition */
#define PCON_PD                 (0x02)
#define PCON_IDL                (0x01)

/** INTCLKO Register Bit Definition */
#define INT3_INTCLKO_EX3        (0x20)

/** P1M1 Register Bits Definition */
#define P12M1                   (0x04) /* P1.2 Mode Selection Bit 1 */
#define P16M1                   (0x40) /* P1.6 Mode Selection Bit 1 */
/** P1M0 Register Bits Definition */
#define P12M0                   (0x04) /* P1.2 Mode Selection Bit 0 */
#define P16M0                   (0x40) /* P1.6 Mode Selection Bit 0 */

/** IE Register Bit Definition */
#define IE_EA                   (0x80)

/** P3M1 Register Bit Definition */
#define P37M1                   (0x80) /* P3.7 Mode Selection Bit 1 */
/** P3M0 Register Bit Definition */
#define P37M0                   (0x80) /* P3.7 Mode Selection Bit 0 */

/** AUXINTIF Register Bit Definition */
#define INT3_AUXINTIF_INT3IF    (0x20)

#define setRegisterBit(r, b)    r |= b
#define clearRegisterBit(r, b)  r &= ~b

#define enableInterrupts()      setRegisterBit(IE, IE_EA)
#define disableInterrupts()     clearRegisterBit(IE, IE_EA)

sbit LED    = P1^2; /* LED Control Bit. 0: On, 1: Off */
sbit KEY1   = P1^6; /* K1 */

/**
 * 
 */
void main() {
    /**
     * External Interrupt 3 Initialization
     */
    setRegisterBit(INTCLKO, INT3_INTCLKO_EX3); // 允许外部中断 3 请求中断

    /**
     * IO Initialization
     */
    // 将 LED 的控制引脚设置为推挽输出
    clearRegisterBit(P1M1, P12M1);
    setRegisterBit(P1M0, P12M0);
    // 将 K1 所在的输入引脚设置为准双向口
    clearRegisterBit(P1M1, P16M1);
    clearRegisterBit(P1M0, P16M0);
    // 将（K2）外部中断 3 所在的输入引脚设置为准双向口
    clearRegisterBit(P3M1, P37M1);
    clearRegisterBit(P3M0, P37M0);

    enableInterrupts();

    while(1) {
        if(!KEY1) {
            LED = 1; // LED Off
            setRegisterBit(PCON, PCON_PD); // 进入掉电模式
        }
    }
}

void externalInterrupt3InterruptService() interrupt 11 {
    LED = 0; // LED On
}

代码说明

寄存器全部用 sfr 手工声明（PCON=0x87、INTCLKO=0x8F……），不依赖头文件——地址以手册的寄存器表为准，换新型号要逐个核对；
PCON_PD=0x02：PCON 的 bit1 就是掉电位，置 1 即刻请求停机；旁边的 PCON_IDL（0x01）是空闲模式位——空闲只停 CPU、时钟和外设照跑，两档别混；
INT3 的使能位在 INTCLKO 的 bit5，不在 IE 里：STC8 把扩展中断的开关分散到 INTCLKO/IE2 等新寄存器，和经典 51“全在 IE”不同，别想当然地找；
中断号 11 对应 INT3——经典 51 只有 0~4 号向量，STC8 扩展了一段；中断号写错，服务函数挂不到 INT3 的向量上，唤醒后灯不亮甚至跑飞；
主循环轮询 KEY1：按下 → 熄灯 → 置 PD 进掉电。唤醒路径是 INT3 沿 → 恢复时钟 → 先跑 ISR（一次赋值点灯）→ 返回主循环继续轮询——中断服务里只做最少的事，尽快返回。

STC-ISP 下载选项

测试

程序下载完成之后，断开单片机的电源和串口 1 的数据线（RxD，TxD），再断开 R2，在 R2 两端串入一个电流表（万用表型号：VICTOR VC97）。重新给单片机上电，发现单片机默认会进入掉电模式：

按下按键 K2，触发外部中断，使单片机退出掉电模式，点亮发光二极管，测得流经 R2 的电流约为 2.24mA；
按下按键 K1，熄灭发光二极管，使单片机进入掉电模式，测得流经 R2 的电流约为 0.5uA。

两组数字差了三个数量级还多——这就是电池产品待机一律用掉电模式的理由：0.5μA 的待机电流意味着电池寿命基本不再由待机决定，而由工作和自放电决定。

踩坑记录与注意事项

唤醒后不是复位：RAM、寄存器内容都保持着，CPU 从掉电指令的下一条继续——本例是回到 while(1) 继续轮询 K1。想要“唤醒=重新初始化”，要自己做软件复位（如 STC8 写 IAP_CONTR=0x20）；
外部中断的触发沿要查手册：INT0/INT1 可配电平/边沿触发，INT2/3/4 这类扩展中断源的触发沿是固定的。按键“按下”和“松开”各产生一个方向相反的沿——实测发现“松手才亮”时，先怀疑触发沿方向，再用逻辑分析仪抓波形确认；
测 μA 级电流先断寄生通路：串口线、下载器、USB 转 TTL 模块都会往测量回路里灌漏电流。本文实测前断开电源和串口线、断开 R2 串入电流表，就是为了把回路收干净，否则 0.5μA 会读成几十 μA；
进掉电前把负载断干净：LED 常亮就是 mA 级负载，是“掉电电流降不下来”最常见的原因；传感器、上拉、指示灯该关的关，剩下的才是芯片真实漏电流；
不用的 IO 别悬空：悬空输入脚电平随干扰漂移，输入缓冲器反复翻转产生额外漏流；低功耗设计要把闲置 IO 固定成确定电平；
掉电唤醒后的时钟：主时钟恢复初期的时钟来源（IRC 快启或等外部晶振稳定）在 STC-ISP 下载选项里配置——用外部晶振且唤醒后立刻跑串口这类时序敏感外设，要留意时钟稳定前的这段时间。

参考

宏晶科技 STC micro – STC8H 系列单片机技术参考手册

https://www.stcmcudata.com/STC8F-DATASHEET/STC8H.pdf

STC8H1K08 - 掉电模式、低功耗模式

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