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。

1.看门狗定时器工作原理

看门狗定时器是单片机中的一个计时器,一般给看门狗一个数字,程序开始运行后,看门狗开始计数。如果程序运行正常,过一段时间CPU应发出指令让看门狗置零,重新开始计数。如果看门狗增加到设定值就认为程序没有正常工作,强制整个系统复位。

 

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。

 

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。

 

为避免发生不可预测的器件复位,当从Timer0 预分频器的分配改为WDT 后分频器的分配时,必须执行下列指令序列。即使WDT 被禁止,也要执行这个指令序列。

 

(图片来源于互联网)

 

2.看门狗定时器的主要功能

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,像x25045就可选超时周期为1.4秒、600毫秒、200毫秒三种。当你的程序死机时,x25045就会使单片机复位。

 

大多数看门狗定时器IC产生一个单一的,有限的输出脉冲持续时间当看门狗超时。这适用于触发复位或中断微处理器,但有些应用需要输出(故障指示灯)的锁存器。


考虑到安全性问题,汽车电子系统需要监控电路监测故障容限或安全性。看门狗定时器可理想满足这类需求,通过对微控制器正常工作条件下产生的周期脉冲进行检测,侦测电路或IC的失效状态,一旦发生故障可立即切换到备份/冗余系统。

 

(图片来源于互联网)

 

3.看门狗定时器的作用

看门狗电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作。看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的,一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位。即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位。

 

看门狗分类:

 

1、硬件看门狗,硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位。如果出现死循环,或者说PC指针不能回来,那么定时时间到后就会使单片机复位。常用的WDT芯片如MAX813,5045,IMP 813等。

 

2、软件看门狗,在某些情况下,也会采用纯软件的方法来设置看门狗,如在单片机系统中,利用闲置的定时器/计数器就可以设计一个软件看门狗。具体实现步骤如下:

 

(1)首先,在初始化程序中设置定时器/计数器的方式以控制寄存器(TMOD) 和定时时间的初值,并且打开中断。

 

(2)然后,根据定时器的时间,在主程序中按一定的时间间隔插人复位定时器的指令(喂狗), 两条喂狗指令之间的时间间隔可以根据系统时钟与指令周期计算出来,而且该时间周期应该小于定时器的定时时间。

 

(3)最后,在定时器的中断服务程序中,设置一条无条件转移指令,将程序计数器PC转移到初始化程序的入口。

 

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