单片机看门狗程序举例（一文读懂单片机看门狗电路）

看门狗是一个计数器，它的基本功能是在软件问题和程序跑偏后重启系统。看门狗正常工作时会自动计数，程序进程会定时将其归零。如果系统在某个地方卡住了或者跑了，定时器就会溢出，进入中断。在定时器中断期间，执行一些复位操作，使系统恢复到正常工作状态，即当程序运行不正常时，看门狗如期复位，保证所选定时溢出为零，处理器重新启动。软件的可靠性一直是一个关键问题。任何使用软件的人都可能遇到电脑死机或程序失控的问题，这种问题在嵌入式系统中也存在。由于单片机抗干扰能力有限，在工业现场仪器仪表中，经常因电压不稳和电弧干扰而死机。在水表、电表无人值守的情况下，系统因干扰无法重启。为了保证系统在受到干扰后能自动恢复正常，看门狗定时器的使用是非常有价值的。

现在一些流行的单片机都内嵌了内部WDT，比如TI的MSP430系列，飞利浦的P87XXX和P89XXX系列，Microchip的PIC系列，Atmel的AT89SXX系列，Holtek公司的Htxxx系列。然而，当这些内部看门狗工作时，会出现一些错误。有些工程师在设计过程中忽略了这一点，导致系统异常。MSP430系列单片机是德州仪器公司(TI)近年来开发的新一代单片机。该系列是新概念混合单片机，16位，精简指令集，超低功耗。在众多的单片机系列中，它以极低的功耗、丰富的片上外设和方便灵活的开发手段成为一颗耀眼的新星。它有自己的看门狗和复位电路。理论上来说，如果程序跑了，可以用看门狗复位。但在实际使用过程中，发现看门狗的功能并不是万无一失的，下面的实验证明了这一点。电路如图1所示。

测试过程列表：# include void main(void){ P1 dir l=0x0f；//将p1.2-.p1.0设置为(；){ volatile unsigned int I；wdtctl=wdtpw wdtcncl//reset wdtpiout==0x0t；i=5000做(我- )while(我！=0);}}以上实验开始后，如果程序运行正常，LED会闪烁。默认情况下，MSP430的看门狗是允许的，运行的程序会不断地访问看门狗。理论上这个系统不会启动失败，因为即使失败了，看门狗也要在几百毫秒内启动，重置整个系统。基于这一思想，对单片机的复位进行了测试。K2断开，由K1连续产生。测试看门狗重启系统成功率的复位信号。如果K2闭合，复位端处于高电平。理论上，K1不能有效地产生复位脉冲。观察看门狗是否工作。实验结果及分析实验结果如下：K2关闭，K1持续开启，系统上电重启，平均155次中有一次失效(LED不闪)，即看门狗失效概率为0.6%；K2闭合，连续开关K1平均18次失效一次(LED不闪)。一旦失效，就会继续失效，看门狗低效约占5.5%。另外，在实验中用其他系列内置看门狗的单片机代替MSP430，并相应修改启动程序段时，实验结果仍然大致相同，说明内置看门狗的单片机面临同样的问题。经分析，可能有以下原因：由于看门狗时钟不独立，计数时钟与系统处于同一分频链路，当系统出现问题时，看门狗无法有效工作。由于时钟可以通过软件设置，当启动失败时，启动时钟可能处于空档，没有时钟看门狗无法生效。有些看门狗需要软件设置或启动，所以启动失败后，初始化程序没有激活，CPU可能会跳转到随机代码，这样看门狗就被禁止了。这种看门狗需要可靠的上电复位来保证，所以从理论上讲，原来的设计是不合理的。基于以上分析，采用片外看门狗芯片TPS3823，通过独立的分频振荡电路提供计数脉冲。电路如图2所示。

上述电路中的看门狗电路，TPS3823输出定时溢出信号到Reset端。在程序中，CPU不断通过I/O口输出喂狗信号来清零看门狗计数器。在本电路中重复上述测试中K1、K2的相同动作，系统重启成功率将达到100%。

未来的内置看门狗必须有独立可靠的时钟。系统上电后，看门狗处于允许状态，不需要软件设置，只能通过外部硬件跳线或内部熔丝来禁止。目前，如果要求设计高可靠性的嵌入式系统，必须考虑外部看门狗。内置看门狗的另一个问题是，系统复位后，程序要判断是复位端正常上电复位引起的，还是程序脱离看门狗运行引起的，从而决定是否要保留现场数据。看门狗应用也应考虑这一点。