Watchdog在8XC552系列單片機系統(tǒng)中應用

1 引言
　　
philips公司的8xc552單片機以其體積小、功能強、價格低等優(yōu)勢而廣泛地使用在工業(yè)控制、dcs控制和智能儀器等領域。筆者在智能配電監(jiān)測儀的研制過程中，雖然采取了相應的抗干擾措施，但由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中電磁場、電網(wǎng)尖峰、諧波、浪涌及雷電輻射等影響，仍有可能出現(xiàn)程序死循環(huán)、跑飛等失控現(xiàn)象。為此，筆者采用watchdog技術保證了系統(tǒng)的正常運行，通常watchdog技術在單片機應用系統(tǒng)中可分為軟件watchdog和硬件watchdog。philips公司的8xc552、intel的8098、motorala的68c05以及microchip的16c5x系列單片機本身已帶有軟件watchdog功能，因此，只要硬件接法正確，在軟件設計中調(diào)用相應語句進行啟動即可。2 硬件組成原理2．1系統(tǒng)工作原理圖1所示是87c522單片機用于智能型配電儀的連接電路，本智能配電儀中的87c552為主控芯片，該芯片除具有三個16位定時器t0、t1及t2外，還有一個專作監(jiān)視8位定時器、簡稱wdt（watchdogtimer）的t3定時器。因為微控制器有時會受噪音、射頻干擾等環(huán)境因素的影響而導入錯誤的運行狀態(tài)。監(jiān)視定時器的功能就是在某特定的時限內(nèi)使微控制器復位，從而將其從錯誤的狀態(tài)中恢復過來以重新開始正常運行。當t3用作watchdog定時器并由軟件啟動計時后，如果系統(tǒng)已達到所設定的預定時間而仍沒有重新啟動定時器，此時就會產(chǎn)生溢出信號并停止計時，表明系統(tǒng)出現(xiàn)異常。cpu可以對定時器重新啟動、清零、設定計時值等操作。系統(tǒng)正常運行時，cpu將周期性地重新啟動定時器，當然其啟動周期應小于定時器的設定值，以保證定時器始終不能產(chǎn)生溢出信號。而當系統(tǒng)運行不正常時，由于cpu不能周期性地啟動定時器，因而定時器將產(chǎn)生溢出信號，以強迫cpu恢復系統(tǒng)的正常運行。2．2 watchdog的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理
　　
監(jiān)視定時器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。它的核心為一8位定時器，其前級是一個11位定標器。后者的輸入信號為fosc／12，即定標器對機器周期進行遞增計數(shù)。這樣，每過2個機器周期，定時器t3的值便增加1000次。若用16mhz或24mhz晶體振蕩器，則監(jiān)視定時器的增值間隔將分別為1．536ms和1．024ms；其相應的最大溢出周期分別為393．216ms和262．144ms。 當監(jiān)視定時器溢出時，系統(tǒng)將產(chǎn)生一個內(nèi)部復位脈沖以使8xc552復位。由圖2可以看出，t3溢出時，rst引腳內(nèi)側(cè)的晶體管因柵極出現(xiàn)一個負脈沖而瞬時導通，從而在rst引腳上輸出一個復位正脈沖，其寬度為3個機器周期。如果rst引腳外接電容，則這么窄的輸出脈沖可能遭到破壞，因為電容不允許rst引腳電壓產(chǎn)生突變，但這不會影響到內(nèi)部復位操作。如果將8xc552的引腳接至低電平，則輸入信號至定標器的通路將暢通無阻，于是監(jiān)視定時器便正常運作。但若將引腳接高電平，輸入信號則會因與門被封鎖而不能通過，這時監(jiān)視定時器處于關閉狀態(tài)。應當指出，一旦t3被開啟，則無法用軟件使之關閉；同時如果t3被禁止，也無法用軟件啟動。
　　
如果=0，那么pcon寄存器的pd位便不可寫入，其初值為0，無法置l，即不可進入掉電方式。故監(jiān)視定時器和掉電方式兩者不可兼得。 3 調(diào)試中的常見問題及其解決方法
　　
在對系統(tǒng)進行調(diào)試時，有可能出現(xiàn)閃屏、無法顯示以及顯示雜亂等現(xiàn)象，現(xiàn)將這些問題的解決方法介紹如下： （1）lcd出現(xiàn)閃屏，無法翻屏顯示現(xiàn)象
　　
筆者在用仿真器運行編程時，lcd能夠翻屏并不斷顯示采集來的三相用電參數(shù)，但離開仿真器處于脫機運行狀態(tài)時，lcd只能顯示第一屏數(shù)據(jù)。經(jīng)查仿真器的引腳接高電平，而脫機時腳懸空，從而引起了腳的狀態(tài)不固定，并不斷產(chǎn)生內(nèi)部復位信號使單片機復位而出現(xiàn)了上述現(xiàn)象。后來把腳接低電平，仍然出現(xiàn)上述現(xiàn)象。而把腳接高電平后（即禁用watchdog功能），則lcd顯示正常。因