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[经验] 简单介绍看门狗定时器的工作原理、作用和设计原理

2020-9-2 22:29:41  256 看门狗 看门狗定时器
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看门狗定时器(WDT,Watch Dog timer)是单片机的一个组成部分,它实际上是一个计数器,一般给看门狗一个数字,程序开始运行后看门狗开始倒计数。如果程序运行正常,过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位,重新开始倒计数。如果看门狗减到0 就认为程序没有正常工作,强制整个系统复位。
       当嵌入式系统运行时受到外部干扰或者系统错误,程序有时会出现"跑飞",导致整个系统瘫痪。为了防止这一现象的发生,在对系统稳定性要求较高的场合往往要加入看门狗(WATCHDOG)电路。看门狗的作用就是当系统“跑飞”而进入死循环时,恢复系统的运行。
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工作原理       其基本原理为:设本系统程序完整运行一周期的时间是Tp,看门狗的定时周期为Ti,Ti>Tp,在程序运行一周期后就修改定时器的计数值,只要程序正常运行,定时器就不会溢出,若由于干扰等原因使系统不能在Tp 时刻修改定时器的计数值,定时器将在Ti 时刻溢出,引发系统复位,使系统得以重新运行,从而起到监控作用。
       在一个完整的嵌入式系统或单片机小系统中通常都有看门狗定时器,且一般集成在处理器芯片中,看门狗实际上就是一个定时器,只是它在期满后将自动引起系统复位。
       使用时,WDT将递增,直到溢出,或称“超时”。除非处于休眠或空闲模式,WDT 超时会强制器件复位。为避免WDT超时复位,用户必须定期用PWRSAV 或CLRWDT 指令将看门狗定时器清零。如果WDT 在休眠或空闲模式下超时,器件将唤醒并从PWRSAV 指令执行处继续执行代码。
       在上述两种情况下,WDTO 位(RCON<4>)都会置1,表示该器件复位或唤醒事件是由于WDT超时引起的。如果WDT 将CPU从休眠或空闲模式唤醒,“休眠”状态位(RCON<3>)或“空闲”状态位(RCON<2>)也会置1,表示器件之前处于省电模式。
       在正常操作期间,一次WDT超时溢出将产生一次器件复位。当器件处于休眠状态时,一次WDT超时溢出将唤醒器件,使其继续正常操作(即称作WDT 唤醒)。对WDTE 设置位清零可以永久性地关闭WDT。
       后分频器分配完全是由软件控制,即它可在程序执行期间随时更改。

功能作用       看门狗定时器是单片机的一个组成部分,在单片机程序的调试和运行中都有着重要的意义。它的主要功能是在发生软件故障时,通过使器件复位(如果软件未将器件清零)将单片机复位。也可以用于将器件从休眠或空闲模式唤醒,看门狗定时器对微控制器提供了独立的保护系统,当系统出现故障时,在可选的超时周期之后,看门狗将以RESET信号作出响应。

设计原理
       在看门狗( watchdog timer),是一个定时器电路,,一般有一个输入,叫喂狗(kicking the dog or service the dog),一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一段时间输出一个信号到喂狗端,给WDT清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就会给出一个复位信号到MCU,使MCU复位,防止MCU死机。看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。 出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称"看门狗"(watchdog)。

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