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關(guān)于STC15F2K60S2看門狗的應(yīng)用

1．STC15F2K60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

STC15F2K60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，STC15F2K60S2系列單片機(jī)中包含中央處理器（CPU）、程序存儲器（Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）、定時器、IO口、高速A/D轉(zhuǎn)換、看門狗、UART高速異步串行通信口1/串行通信口2,CCP/PWM/PCA,一組高速同步串行端口SPI，片內(nèi)高精度R/C時鐘及高可靠復(fù)位等模塊，STC15F2K60S2系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中的所有單元模塊。

2．目的：

在工業(yè)控制/汽車電子/航空航天等需要高可靠行的系統(tǒng)中，為了防止“系統(tǒng)在異常情況下，受到干擾，MCU/CPU程序跑飛，導(dǎo)致系統(tǒng)長時間異常工作”，通常是引進(jìn)看門狗，如果MCU/CPU不在規(guī)定的時間內(nèi)按要求訪問看門狗，就認(rèn)為MCU/CPU處于異常狀態(tài)，看門狗就會強(qiáng)迫MCU/CPU復(fù)位，使系統(tǒng)重新從頭開始按規(guī)律執(zhí)行用戶程序。看門狗復(fù)位狀態(tài)結(jié)束后，不影響特殊功能寄存器IAP_ONTR中SWBS/IAP_ONTR.6位的值，單片機(jī)根據(jù)復(fù)位前SWBS/IAP_ONTR.6的值選擇是從用戶應(yīng)用程序區(qū)啟動，還是從系統(tǒng)ISP監(jiān)控程序區(qū)啟動。如果看門狗復(fù)位前SWBS/IAP_ONTR.6的值為0，則看門口復(fù)位狀態(tài)結(jié)束后單片機(jī)從系統(tǒng)ISP監(jiān)控程序區(qū)啟動。看門狗復(fù)位是熱啟動復(fù)位中的軟復(fù)位之一。

工作原理：看門狗實際上是一個定時器或計數(shù)器，簡稱WDT。單片機(jī)運行工作中，看門狗會對單片機(jī)機(jī)器周期脈沖不停計數(shù)，當(dāng)單片機(jī)程序陷入死循環(huán)時，單片機(jī)程序如果不能及時對看門狗的定時器復(fù)位，看門狗就會在其定時器計滿溢出時產(chǎn)生一個復(fù)位信號，從而使系統(tǒng)重啟。

看門狗應(yīng)用時，首先確定看門狗計數(shù)器的位數(shù)，然后參考計數(shù)脈沖周期計算出看門狗計數(shù)溢出所需的時間T，喂狗程序 喂狗時間要小于T，這樣隔一段時間喂一次狗，只要程序正常運行，看門狗定時器就不會溢出。一旦出現(xiàn)程序死循環(huán)故障，喂狗程序失敗，不能對看門狗定時器及時清零，就會導(dǎo)致計時器溢出，重啟系統(tǒng)。

3．特殊寄存器：

STC15系列單片機(jī)內(nèi)部也引進(jìn)了此看門狗功能，使單片機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計變得更加方便/簡潔。為此功能，我們增加如下特殊功能寄存器WDT_CONTR：

WDT_CONTR：看門狗（Watch—dog—Timer）控制寄存器

WDT_FLAG: 看門狗溢出標(biāo)志位，當(dāng)溢出時，該位由硬件置1，可用軟件將其清零。

EN_WDT: 看門狗允許位，當(dāng)設(shè)置為“1”時看門狗啟動。

CLR_WDT: 看門狗清“0”位，當(dāng)設(shè)為“1”時，看門狗重新計數(shù)。硬件將自動清“0”此位。

IDLE_WDT: 看門狗“IDLE”模式位，當(dāng)設(shè)置為“1”時，看門狗定時器在“空閑模式”計數(shù)，當(dāng)清”0”該位時，看門狗定時器在“空閑模式”時不計數(shù)。

PS2，PS1，PS0：看門狗定時器分頻值，如下表所示

看門狗溢出時間 = （12 *Pre—scale*32768）/Oscillatorfrequency

設(shè)時鐘為12MHz

看門狗溢出時間 = （12 *Pre—scale*32768）/12000000= Pre—scale*393216/12000000

設(shè)時鐘為11.0592MHz

看門狗溢出時間 = （12 *Pre—scale*32768）/11059200 = Pre—scale*393216/11059200

4．程序：

用LED燈的亮表示程從頭序運行，用延時函數(shù)改變兩次喂狗時間間隔。

/****************************測試程序******************************/

#include

sbit led = P0^0;

sfr WDT_CONTR = 0xel;/*定義STC單片機(jī)中新加入的看門狗程序*/

void delay(unsigned int x)/*定義延時函數(shù)*/

{

while(x--);

}

void main(void)

{

WDT_CONTR = 0x35;/*設(shè)置模式計數(shù)器值*/

led = 1;

delay(20000);

led = 0;

while(1)

{

WDT_CONTR = 0x35;

delay(50000);

}

}

（1）程序開始后，點亮發(fā)光二極管后延時一段時間熄滅，延時不能過長，若兩次喂狗時間間程序運行時間大于看門狗溢出時間，看門狗將復(fù)位單片機(jī)，可調(diào)節(jié)這個時間，讓看門狗是否復(fù)位。

（2）喂狗時使用和設(shè)定看門狗寄存器同樣的語句，只要看門狗寄存器中CLR—WDT位置“1”,看門狗定時器重新計數(shù)，由硬件自動將其清零。

（3）演示為發(fā)光二極管亮后熄滅不會再亮，這說明程序沒被復(fù)位，while循環(huán)中看門狗被正常喂狗，若將WDT_CONTR= 0x35;去掉程序?qū)煌?fù)位，因為看門狗定時器溢出復(fù)位。