引 言
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会经历计算机死机或程序跑飞的问题,这种情况在嵌入式系统中也同样存在。由于单片机的抗干扰能力有限,在工业现场的仪器仪表中,常会由于电压不稳、电弧干扰等造成死机。在水表、电表等无人看守的情况下,也会因系统遭受干扰而无法重启。为了保证系统在干扰后能自动恢复正常,看门狗定时器(Watchdog Timer)的利用是很有价值的。
1 看门狗的作用
看门狗定时器是一个计数器,基本功能是在发生软件问题和程序跑飞后使系统重新启动。看门狗计数器正常工作时自动计数,程序流程定期将其复位清零,如果系统在某处卡死或跑飞,该定时器将溢出,并将进入中断。在定时器中断中执行一些复位操作,使系统恢复正常的工作状态,即在程序没有正常运行期间,如期复位看门狗以保证所选择的定时溢出归零,使处理器重新启动。
2 看门狗问题及相关实验
现今市面上流行的一些单片机,多嵌有内部WDT,如TI的MSP430系列,Philips的P87XXX和P89XXX系列,Microchip的PIC列,Atmel的AT89SXX系列和Holtek公司的Htxxx系列。但是这些内部看门狗在工作时,多存在一定的误差。一些工程师在设计的过程中,由于忽略了这一点,导致系统出现异常。MSP430系列单片机是美国德州仪器公司(TI)近几年开发的新一代单片机,该系列是一款16位、具有精简指令集、超低功耗的全新概念混合型单片机。在众多单片机系列中,由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段,已成为一颗耀眼的新星。其内部自带看门狗及复位电路,理论上如果程序跑飞,可用看门狗将其复位。但在实际使用过程中,发现看门狗的作用并非万无一失,以下实验证明了这一点。
实验电路如图1所示。
实验程序清单：
#include <msp430x12x．h>
void main(void){
P1DIR l=OxOf; ／／设置P1．2～P1．O为输出
for(;;){
volatile unsigned int i;
WDTCTL=WDTPW+ WDTCNTCL;
／／复位WDT计数器
PIOUT==OxOt; ／／P1．0～P1．2相互异或
i=5000; ／／延时
d0(i--);
while(i!=O);
}
}
上述实验启动后,如果程序正常运行,LED会闪烁。缺省时,MSP430的看门狗是允许状态,所运行的程序会不断地访问看门狗。理论上,这个系统是不会发生启动失败的,因为即使启动失败,看门狗也应该在数百毫秒内启动,复位整个系统。基于这种思想,对单片机的复位进行测试。K2断开,用K1连续产生。Reset信号,测试看门狗使系统重启的成功率。K2闭合,则reset端高电平,理论上K1不能有效产生复位脉冲,观察看门狗是否起作用。
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