單片機(jī)采用看門狗電路的解析是什么？

在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)。程序的正常運(yùn)行被打斷，由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，會造成整個(gè)系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后果。所以，出于對單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的考慮，便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的芯片，俗稱"看門狗"(watchdog)。

看門狗是一個(gè)定時(shí)器電路, 一般有一個(gè)輸入,叫喂狗,一個(gè)輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時(shí)候,每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號到喂狗端,給 WDT 清零,如果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗,(一般在程序跑飛時(shí)),WDT 定時(shí)超過,就回給出一個(gè)復(fù)位信號到MCU,使MCU復(fù)位。防止MCU死機(jī)，看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。

在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動了看門狗的計(jì)數(shù)器，看門狗就開始自動計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門狗，那么看門狗計(jì)數(shù)器就會溢出從而引起看門狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以在使用有看門狗的芯片時(shí)要注意清看門狗。

硬件看門狗是利用了一個(gè)定時(shí)器，來監(jiān)控主程序的運(yùn)行，也就是說在主程序的運(yùn)行過程中，我們要在定時(shí)時(shí)間到之前對定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說PC指針不能回來。那么定時(shí)時(shí)間到后就會使單片機(jī)復(fù)位。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,價(jià)格4~10元不等。

使用注意

看門狗使用注意：大多數(shù)51 系列單片機(jī)都有看門狗,當(dāng)看門狗沒有被定時(shí)清零時(shí),將引起復(fù)位。這可防止程序跑飛。設(shè)計(jì)者必須清楚看門狗的溢出時(shí)間以決定在合適的時(shí)候，清看門狗。清看門狗也不能太過頻繁否則會造成資源浪費(fèi)。程序正常運(yùn)行時(shí)，軟件每隔一定的時(shí)間(小于定時(shí)器的溢出周期)給定時(shí)器置數(shù)，即可預(yù)防溢出中斷而引起的誤復(fù)位。

"看門狗"的設(shè)計(jì)思路

看門狗定時(shí)器T0的設(shè)置。在初始化程序塊中設(shè)置T0的工作方式，并開啟中斷和計(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12 MHz，T0為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為(2的16次方)-1=65 535，T0輸入計(jì)數(shù)頻率是.Fosc/12，溢出周期為(65 535+1)/1=65 536(μs)。

計(jì)算主控程序循環(huán)一次的耗時(shí)?？紤]系統(tǒng)各功能模塊及其循環(huán)次數(shù)，本系統(tǒng)主控制程序的運(yùn)行時(shí)間約為16.6 ms。系統(tǒng)設(shè)置"看門狗"定時(shí)器T0定時(shí)30 ms(T0的初值為65 536-30 000=35 536)。主控程序的每次循環(huán)都將刷新T0的初值。如程序進(jìn)入"死循環(huán)"而T0的初值在30 ms內(nèi)未被刷新，這時(shí)"看門狗"定時(shí)器T0將溢出并申請中斷。

設(shè)計(jì)T0溢出所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。此子程序只須一條指令，即在T0對應(yīng)的中斷向量地址(000BH)寫入"無條件轉(zhuǎn)移"命令，把計(jì)算機(jī)拖回整個(gè)程序的第一行，對單片機(jī)重新進(jìn)行初始化并獲得正確的執(zhí)行順序。

單片機(jī)看門狗(Watchdog Timer，WDT)是一種在單片機(jī)系統(tǒng)中常用的一種定時(shí)器。它有一個(gè)獨(dú)立的 時(shí)鐘和一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來檢測系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，看門狗會向 系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，以此來檢測系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。如果系統(tǒng)運(yùn)行正常，單片機(jī)會在計(jì)數(shù)器達(dá)到警報(bào)值 之前給看門狗發(fā)出“清除”信號，以此來重置計(jì)數(shù)器，繼續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。如果系統(tǒng)運(yùn)行異常， 單片機(jī)不會給看門狗發(fā)出“清除”信號，看門狗計(jì)數(shù)器會一直增加，當(dāng)達(dá)到警報(bào)值后會向系統(tǒng)發(fā)出警 報(bào)，從而使系統(tǒng)停止運(yùn)行?？撮T狗定時(shí)器是單片機(jī)系統(tǒng)中一種重要的安全保護(hù)機(jī)制，可以保證系統(tǒng) 在異常情況下能夠安全停止運(yùn)行。

在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動了看門狗的計(jì)數(shù)器，看門狗就開始自動計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門狗，那么看門狗計(jì)數(shù)器就會溢出從而引起看門狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以，在使用有看門狗的芯片時(shí)要注意清看門狗。利用單片機(jī)片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器單元作為看門狗，在單片機(jī)程序中適當(dāng)?shù)夭迦搿拔构贰敝噶睿催m時(shí)對定時(shí)器/計(jì)數(shù)器清零;當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)入死循環(huán)時(shí)，無法及時(shí)對定時(shí)器/計(jì)數(shù)器清零，則進(jìn)入中斷響應(yīng)程序，在中斷響應(yīng)程序中將程序計(jì)數(shù)器賦予初始值，即強(qiáng)制性地使程序重新開始運(yùn)行。