看門狗定時器(WDT，Watch Dog TImer)是單片機的一個組成部分，它實際上是一個計數(shù)器，一般給看門狗一個數(shù)字，程序開始運行后看門狗開始倒計數(shù)。如果程序運行正常，過一段時間CPU應發(fā)出指令讓看門狗復位，重新開始倒計數(shù)。如果看門狗減到0就認為程序沒有正常工作，強制整個系統(tǒng)復位。
為了給初學者一個系統(tǒng)的概念，先介紹一下看門狗的基本概念。當嵌入式系統(tǒng)運行時受到外部干擾或者系統(tǒng)錯誤，程序有時會出現(xiàn)“跑飛”，導致整個系統(tǒng)癱瘓。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，在對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高的場合往往要加入看門狗(WATCHDOG)電路?？撮T狗的作用就是當系統(tǒng)“跑飛”而進入死循環(huán)時，恢復系統(tǒng)的運行。
看門狗定時器的功能作用
看門狗定時器(WDT，Watch Dog TImer)是單片機的一個組成部分，在單片機程序的調試和運行中都有著重要的意義。它的主要功能是在發(fā)生軟件故障時，通過使器件復位(如果軟件未將器件清零)將單片機復位。也可以用于將器件從休眠或空閑模 看門狗定時器對微控制器提供了獨立的保護系統(tǒng)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，在可選的超時周期之后，看門狗將以RESET信號作出響應，像x25045就可選超時周期為1.4秒、600毫秒、200毫秒三種。當你的程序死機時，x25045就會使單片機復位。
大多數(shù)看門狗定時器IC產生一個單一的，有限的輸出脈沖持續(xù)時間當看門狗超時。這適用于觸發(fā)復位或中斷微處理器，但有些應用需要輸出(故障指示燈)的鎖存器。
考慮到安全性問題，汽車電子系統(tǒng)需要監(jiān)控電路監(jiān)測故障容限或安全性?？撮T狗定時器可理想滿足這類需求，通過對微控制器正常工作條件下產生的周期脈沖進行檢測，偵測電路或?C的失效狀態(tài)，一旦發(fā)生故障可立即切換到備份/冗余系統(tǒng)。式喚醒。
看門狗工作原理
1. 其基本原理為：設本系統(tǒng)程序完整運行一周期的時間是Tp，看門狗的定時周期為TI，TI》Tp，在程序運行一周期后就修改定時器的計數(shù)值，只要程序正常運行，定時器就不會溢出，若由于干擾等原因使系統(tǒng)不能在Tp 時刻修改定時器的計數(shù)值，定時器將在Ti 時刻溢出，引發(fā)系統(tǒng)復位，使系統(tǒng)得以重新運行，從而起到監(jiān)控作用。
2. 在一個完整的嵌入式系統(tǒng)或單片機小系統(tǒng)中通常都有看門狗定時器，且一般集成在處理器芯片中，看門狗實際上就是一個定時器，只是它在期滿后將自動引起系統(tǒng)復位。
使用時，WDT將遞增，直到溢出，或稱“超時”。除非處于休眠或空閑模式，WDT 超時會強制器件復位。為避免WDT超時復位，用戶必須定期用PWRSAV 或CLRWDT 指令將看門狗定時器清零。如果WDT 在休眠或空閑模式下超時，器件將喚醒并從PWRSAV 指令執(zhí)行處繼續(xù)執(zhí)行代碼。在上述兩種情況下，WDTO 位(RCON《4》)都會置1，表示該器件復位或喚醒事件是由于WDT超時引起的。如果WDT 將CPU從休眠或空閑模式喚醒，“休眠”狀態(tài)位(RCON《3》)或“空閑”狀態(tài)位(RCON《2》)也會置1，表示器件之前處于省電模式。
在正常操作期間，一次WDT超時溢出將產生一次器件復位。當器件處于休眠狀態(tài)時，一次WDT超時溢出將喚醒器件，使其繼續(xù)正常操作(即稱作WDT 喚醒)。對WDTE 設置位清零可以永久性地關閉WDT。
后分頻器分配完全是由軟件控制，即它可在程序執(zhí)行期間隨時更改。
為避免發(fā)生不可預測的器件復位，當從Timer0 預分頻器的分配改為WDT 后分頻器的分配時，必須執(zhí)行下列指令序列。即使WDT 被禁止，也要執(zhí)行這個指令序列。
由看門狗WDT引發(fā)系統(tǒng)復位的電路結構等效圖如圖所示。從該圖中可以看出，只有當狀態(tài)信號SLEEP=1，即單片機處于非睡眠狀態(tài)時，看門狗超時溢出才會引發(fā)單片機的復位操作。而在單片機處于睡眠狀態(tài)，即狀態(tài)信號SLEEP=0時，看門狗超時溢出會喚醒單片機
看門狗就是一個用獨立時鐘源提供的脈沖進行累加計數(shù)的計數(shù)器，無需任何外部元件。獨立的RC時鐘信號源是指RC振蕩器與OSC1(ULKIIN)引腳的外接RC振蕩器，OSC1和OSC2外接晶體振蕩器/陶瓷諧振器構成的單片機系統(tǒng)時鐘是分離的。這就意味著，即使單片機進入系統(tǒng)時鐘停振的睡眠狀態(tài)，監(jiān)視定時器WDT仍然能夠運行。
在單片機執(zhí)行程序期間，一次看門狗WDT超時溢出，將使單片機產生復位操作(稱為WDT復位)。如果單片機處于睡眠狀態(tài)，一次看門狗WDT超時溢出將使單片機被喚醒，恢復正常運行狀態(tài)，并且繼續(xù)執(zhí)行在進入睡眠之前被擱置的程序(稱為WDT喚醒)。
每次看門狗超時溢出，都會使得狀態(tài)寄存器STATUS中的了T0位被清0，以記錄曾經發(fā)生的這次看門狗溢出事件，供作程序查詢判斷用。
即當WDTE=0時，看門狗WDT將被永久禁止;當WDTE=1時，看門狗WDT將被永久啟用。就是說，只要WDTE被定義成1，以后在用戶程序中將再也無法禁止看門狗的運行。
若想不讓看門狗WDT發(fā)生超時溢出，在用戶程序中只能不停地、周期性地將看門狗計時器清0，使它不會因計數(shù)到超過最大值而溢出。
看門狗計時器的計時周期取決于獨立RC振蕩源的頻率和計時器的寬度，同時在一定程度上受到工作電壓、環(huán)蟑溫度、制作工藝等因素的影響。
另外，看門狗的超時周期還可以借助于分頻器以及分頻器的分頻比，在一定范圍內改變和延長。分頻器是否配置給看門狗使用，可以通過用戶程序定義選項寄存器OPTION KEG的PSA位進行設置。
看門狗設計原理
在看門狗( watchdog timer)，是一個定時器電路， 一般有一個輸入，叫喂狗(kicking the dog or service the dog)，一個輸出到MCU的RST端，MCU正常工作的時候，每隔一段時間輸出一個信號到喂狗端，給WDT清零，如果超過規(guī)定的時間不喂狗，(一般在程序跑飛時)，WDT 定時超過，就會給出一個復位信號到MCU，使MCU復位。 防止MCU死機。 看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。 出于對單片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮，產生了一種專門用于監(jiān)測單片機程序運行狀態(tài)的芯片，俗稱“看門狗”(watchdog))集成電路(MAX*9)的基礎上，該電路提供了響應的輸入脈沖流損失鎖存故障指示。該電路可以監(jiān)控風扇(上風扇的轉速輸出計算)，振蕩電路，或一個微處理器軟件執(zhí)行。[!--empirenews.page--]
一個簡單的電路提供了響應的輸入脈沖流損失鎖存故障指示。在μP-supervisor/watchdog集成電路(MAX*9)的基礎上，該電路用于監(jiān)測風扇(在風扇的轉速輸出計算)，振蕩電路，或一個合適的微處理器軟件執(zhí)行。
在上電期間，低電平有效復位仍然很低，直到VCC的穩(wěn)定和復位超時時間到期。電容器C通過R，直到FET的柵極電壓達到閾值(電壓VTH)，它開啟了場效應管，使鎖存能力。為了防止誤觸發(fā)，你應該設置RC延遲的時間遠遠超過了復位超時。
WDI輸入(引腳6)必須按切換電容器CSWT設立最低速率。如果這沒有發(fā)生，低電平有效復位變低，在LED指示燈，在連接和低拉復位，從而鎖定低電平復位。該電路仍然有效，直到你循環(huán)VCC或推開關在此條件。要么關閉FET的行動，并允許重置變高。
為了監(jiān)測風扇開漏測速信號，從世界發(fā)展指標10kΩ的連接到VCC(引腳8)上拉電阻器。由于風扇需要一些時間來旋轉起來，看門狗電路需要為一個短暫的延遲時間間隔停用。您可以通過將本延遲電容(C2)從對地復位。請注意，此延遲必須小于上述RC延遲，或低電平有效復位鎖存過早會較短。
對于一個風扇監(jiān)控，對CSWT值設置最大轉速脈沖周期根據公式5.06×106 × CSWT，其中在幾秒鐘內CSWT。如果轉速低于這個閾值時，低電平有效復位輸出低和插銷。
看門狗定時器的操作
在正常操作期間，一次WDT 超時溢出將產生一次器件復位。如果器件處于休眠狀態(tài)，一次WDT超時溢出將喚醒器件，使其繼續(xù)正常操作(即稱作WDT 喚醒)。對WDTE 設置位清零可以永久性地關閉WDT。
后分頻器分配完全是由軟件控制，即它可在程序執(zhí)行期間隨時更改。
為避免發(fā)生不可預測的器件復位，當從Timer0 預分頻器的分配改為WDT 后分頻器的分配時，必須執(zhí)行下列指令序列。即使WDT 被禁止，也要執(zhí)行這個指令序列。
如圖所示是看門狗定時器的功能框圖。
S3C44B0X看門狗定時利用MCLK作為時鐘源，經過8位的預分頻和4選1的2位分割之后得到所需頻率。預分頻值和頻率分割值在看門狗定時器控制寄存器WTCON中配置，有效的預分頻值范圍為0～28-1，頻率分割系數(shù)可選為16、32、64或128。使用下列公式計算看門狗定時頻率和每個定時器時鐘周期值。
twatchdog=1/MCLK/(預分頻值+1)/分頻系數(shù)
看門狗定時器使能后，WTDAT(看門狗定時器數(shù)據寄存器)不能自動裝入WTCNT(看門狗定時計數(shù)寄存器)。因此，在看門狗定時器開始工作前，初值必須寫到看門狗定時計數(shù)寄存器WTCNT中。
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