單片機的看門狗

單片機的看門狗-Ｓ５１及ＳＴＣ８９系列為什么要看門狗？你家的看門狗是做什么的？“看門狗定時器”是這樣一種東西，從功能上說它可以讓微控制器在意外狀況下（比如軟件陷入死循環(huán)或跑飛）重新回復到系統(tǒng)上電狀態(tài)，以保證系統(tǒng)出問題的時候重啟一次。就跟我們現(xiàn)在用電腦一樣，死機了你就按一下reset鍵重啟一次電腦，看門狗就是負責干這個事兒的。它是52單片機增加的一個功能，以前Intel8031、……、AT89C51時代單片機片內(nèi)都沒有“看門狗”功能，需要我們外擴看門狗芯片，比如X5045?！翱撮T狗”就是一個計數(shù)器，由于位數(shù)有限計數(shù)器能夠裝的數(shù)值是有限的(比如8位的最多裝256個數(shù)、16位的最多裝65536個數(shù))，從開啟“看門狗”那刻起，它就開始不停的數(shù)機器周期，數(shù)一個機器周期就計數(shù)器加１，加到計數(shù)器盛不下了（術語叫溢出）就就產(chǎn)生一個復位信號，重啟系統(tǒng)。注解：這里順便說一下，一般教材上叫“看門狗定時器”，其實定時器原理還是計數(shù)器，只是計的是時鐘周期，所以我為了初學者好理解叫統(tǒng)一叫“計數(shù)器”，這里闡明一下?？撮T狗的看門原理我們在設計程序時，先根據(jù)看門狗計數(shù)器的位數(shù)和系統(tǒng)的時鐘周期算一下計滿數(shù)需要的時間，就是說在這個時間內(nèi)“看門狗”計數(shù)器是不會裝滿的，然后在這個時間內(nèi)告訴它重新開始計數(shù)，就是把計數(shù)器清零，這個過程叫“喂狗”，這樣隔一段時間喂一次狗，只要程序正常運行他就永遠計不滿，一旦出現(xiàn)死循環(huán)之類的故障，沒有及時來清零計數(shù)器，就會導致裝滿了溢出，他就重啟系統(tǒng)，這就是舉個例子說：8051單片機選用12MHz晶振，一個時鐘周期為1us，如果“看門狗計數(shù)器”是16位的，最大計數(shù)65536個，那么從0開始計到65535需要約65ms，所以我們可以在程序的50ms左右清零一次計數(shù)器（“喂狗”），讓他重新從0開始計，再過50ms，再清，……，這樣下去只要程序正常運行，計數(shù)器永遠不會計滿，也就永遠不會被“看門狗”復位。當然這個喂狗的時間是大家自己選的，只要不超過65ms，你選多少都可以，一般不要喂得太勤，這樣單片機運行時間浪費了，比如你1ms喂一次就太勤了，也不要說那我65ms喂一次，這樣太邊緣，這樣抗干擾能力就下降了，最好是留一定的余量，這個就是設計者自己掌握了，我一般是讓計到90%左右就清一次。每種單片機的“看門狗”實現(xiàn)方法不盡相同，但是原理都一樣，而且“看門狗”都是啟動了之后就不能被關閉，只能系統(tǒng)復位（重新斷電在上電）才能關閉。設置“看門狗”的一般步驟如下：

1.設置“看門狗”相關寄存器，

啟動“看門狗”；

2.

隔一段時間清零一次，“喂狗”；

3.如果程序正常，一直運行；如果程序出錯，沒有按時“喂狗”，“看門狗”就在溢出的時候復位系統(tǒng)。Ｓ５１的看門狗AT89S52單片機看門狗定時器是14位的，最大計數(shù)214=16384個數(shù)，每計16384個時鐘周期就溢出一次。也就是說如果使用12M晶振的話，至少應該在16.384ms內(nèi)喂一次狗。ＳＴＣ８９STC89C5X系列單片機由于采用了“預分頻技術”，它的溢出時間是=(N*Prescale*32768)/晶振頻率（不要問我為什么，他們就是這么設計的，我們就這么用就行）。其中N是單片機的時鐘周期，STC89C5X系列單片機提供6時鐘周期和12時鐘周期兩種時鐘周期，可以在燒寫程序時修改；Prescale是預分頻數(shù)，通過設置【看門狗控制寄存器】可以設置為2、4、8、16、32、64、128、256；怎么設置演示程序中有介紹；晶振頻率就是系統(tǒng)選用的晶振。所以如果同樣選擇12MHz晶振，使用傳統(tǒng)的12時鐘周期，它最小的溢出時間是（12*2*32768）/(12*106)=65.536ms，最大溢出時間是（12*256*32768）/(12*106)≈8.38s。如果選擇256分頻，也就是說只要在8.38秒之內(nèi)喂一次狗就可以了。對于我們用戶來說，看門狗的時間是越長越好，這樣可以節(jié)省更多的單片機資源，尤其是對時間要求精準的系統(tǒng)，如果執(zhí)行過程中我們不停地“喂狗”，那么是比較浪費時間的。所以STC89C5X系列單片機的看門狗更有優(yōu)勢一些。當然這個也是個人的選擇，如果對時間要求的不苛刻的話，勤喂幾次狗也沒關系。ＳＴＣ看門狗應用舉例STC89C52最小單片機系統(tǒng)+兩個指示燈串行口接口（用于下載程序和測試本次試驗關于實驗的注意事項：1. 本次試驗使用的是11.0592MHz晶振，設置WDT_CONTR=(00110100)B，32預分頻，單片機使用12指令周期模式。 計算看門狗溢出時間：[12*32*32768/(11059200)]≈1s。2. 本次試驗的硬件電路很簡單，就是最小系統(tǒng)上增加兩個LED燈，原理圖見正文，用戶可以很容易實現(xiàn)。***************************************************************************/#include<Reg52.H>sfrWDT_CONTR=0xE1; //定義特殊功能寄存器：STC單片機看門狗控制寄存器#defineucharunsignedchar#definetrue1#definefalse0#defineWEIGOUWDT_CONTR=0x34 //看門狗啟動設置和“喂狗”操作sbitLED=P1^6; //信號燈，系統(tǒng)正常工作就一閃一閃的sbitLED_busy=P1^7; //工作燈，上電滅一會兒（約800ms），然后正常工作的時候一直亮著；用于指示系統(tǒng)是否重啟uchartimer0_ctr,i;constucharstr[]="IloveMCU!"; //定義一句話，讓他從串口輸出，只有系統(tǒng)重啟的時候才輸出一次，所以也是用于驗證看門狗有沒有重啟系統(tǒng)//延時函數(shù)，11.0592MHz晶振下延時約xms毫秒voiddelay_ms(unsignedxms){ unsignedx,y; for(x=xms;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}//主程序初始化函數(shù)voidInitMain(){ //初始化時兩盞燈都熄滅 LED=1; LED_busy=1; TMOD=0x21; //定時器0工作在方式1，作為16位定時器；定時器1工作在方式2，作為串行口波特率發(fā)生器 TH0=0x4C; //定時器0裝初值：每隔50ms溢出一次 TL0=0x00; IE=0x82; //IE=(10000010)B,使能定時器0中斷 TR0=1; //啟動定時器0}//串行口初始化程序voidInitCOM(){ SCON=0x50; //SCON=(01010000)B，波特率不加倍，允許接收 TH1=0xFD; //設置波特率=9600bps TL1=TH1; TR1=1; //啟動定時器1}/定時器0中斷服務程序程序，控制信號燈閃爍。如果系統(tǒng)正常運行，信號燈1.5秒閃一次voidTimer0_isr()interrupt1{ TH0=0x4C;