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看门狗定时器的设计、工作原理及看门狗定时器的操作 嵌入式工控机

blog 2021-02-23 3 0

  开始倒计数。如果程序运行正常,过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位,重新开始倒计数。如果看门狗减到0就认为程序没有正常工作,强制整个系统复位。

  为了给初学者一个系统的概念,先介绍一下看门狗的基本概念。当嵌入式系统运行时受到外部干扰或者系统错误,程序有时会出现“跑飞”,导致整个系统瘫痪。为了防止这一现象的发生,在对系统稳定性要求较高的场合往往要加入看门狗(WATCHDOG)电路。看门狗的作用就是当系统“跑飞”而进入死循环时,恢复系统的运行。

  看门狗定时器(WDT,Watch Dog TImer)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?C的失效状态,一旦发生故障可立即切换到备份/冗余系统。式唤醒。

  1. 其基本原理为:设本系统程序完整运行一周期的时间是Tp,看门狗的定时周期为TI,TI》Tp,在程序运行一周期后就修改定时器的计数值,只要程序正常运行,定时器就不会溢出,若由于干扰等原因使系统不能在Tp 时刻修改定时器的计数值,定时器将在Ti 时刻溢出,引发系统复位,使系统得以重新运行,从而起到监控作用。

  2. 在一个完整的嵌入式系统或单片机小系统中通常都有看门狗定时器,且一般集成在处理器芯片中,看门狗实际上就是一个定时器,只是它在期满后将自动引起系统复位。

  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。

  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。

  由看门狗WDT引发系统复位的电路结构等效图如图所示。从该图中可以看出,只有当状态信号SLEEP=1,即单片机处于非睡眠状态时,看门狗超时溢出才会引发单片机的复位操作。而在单片机处于睡眠状态,即状态信号SLEEP=0时,看门狗超时溢出会唤醒单片机

  看门狗就是一个用独立时钟源提供的脉冲进行累加计数的计数器,无需任何外部元件。独立的RC时钟信号源是指RC振荡器与OSC1(ULKIIN)引脚的外接RC振荡器,OSC1和OSC2外接晶体振荡器/陶瓷谐振器构成的单片机系统时钟是分离的。这就意味着,即使单片机进入系统时钟停振的睡眠状态,监视定时器WDT仍然能够运行。

  在单片机执行程序期间,一次看门狗WDT超时溢出,将使单片机产生复位操作(称为WDT复位)。如果单片机处于睡眠状态,一次看门狗WDT超时溢出将使单片机被唤醒,恢复正常运行状态,并且继续执行在进入睡眠之前被搁置的程序(称为WDT唤醒)。

  每次看门狗超时溢出,都会使得状态寄存器STATUS中的了T0位被清0,以记录曾经发生的这次看门狗溢出事件,供作程序查询判断用。

  即当WDTE=0时,看门狗WDT将被永久禁止;当WDTE=1时,看门狗WDT将被永久启用。就是说,只要WDTE被定义成1,以后在用户程序中将再也无法禁止看门狗的运行。

  若想不让看门狗WDT发生超时溢出,在用户程序中只能不停地、周期性地将看门狗计时器清0,使它不会因计数到超过最大值而溢出。

  看门狗计时器的计时周期取决于独立RC振荡源的频率和计时器的宽度,同时在一定程度上受到工作电压、环蟑温度、制作工艺等因素的影响。

  另外,看门狗的超时周期还可以借助于分频器以及分频器的分频比,在一定范围内改变和延长。分频器是否配置给看门狗使用,可以通过用户程序定义选项寄存器OPTION KEG的PSA位进行设置。

  在看门狗( watchdog timer),是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗(kicking the dog or service the dog),一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一段时间输出一个信号到喂狗端,给WDT清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就会给出一个复位信号到MCU,使MCU复位。 防止MCU死机。 看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。 出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称“看门狗”(watchdog))集成电路(MAX*9)的基础上,该电路提供了响应的输入脉冲流损失锁存故障指示。该电路可以监控风扇(上风扇的转速输出计算),振荡电路,或一个微处理器软件执行。

  一个简单的电路提供了响应的输入脉冲流损失锁存故障指示。在P-supervisor/watchdog集成电路(MAX*9)的基础上,该电路用于监测风扇(在风扇的转速输出计算),振荡电路,或一个合适的微处理器软件执行。

  在上电期间,低电平有效复位仍然很低,直到VCC的稳定和复位超时时间到期。电容器C通过R,直到FET的栅极电压达到阈值(电压VTH),它开启了场效应管,使锁存能力。为了防止误触发,你应该设置RC延迟的时间远远超过了复位超时。

  WDI输入(引脚6)必须按切换电容器CSWT设立最低速率。如果这没有发生,低电平有效复位变低,在LED指示灯,在连接和低拉复位,从而锁定低电平复位。该电路仍然有效,直到你循环VCC或推开关在此条件。要么关闭FET的行动,并允许重置变高。

  为了监测风扇开漏测速信号,从世界发展指标10k的连接到VCC(引脚8)上拉电阻器。由于风扇需要一些时间来旋转起来,看门狗电路需要为一个短暂的延迟时间间隔停用。您可以通过将本延迟电容(C2)从对地复位。请注意,此延迟必须小于上述RC延迟,或低电平有效复位锁存过早会较短。

  对于一个风扇监控,对CSWT值设置最大转速脉冲周期根据公式5.06×106 × CSWT,其中在几秒钟内CSWT。如果转速低于这个阈值时,低电平有效复位输出低和插销。

  在正常操作期间,一次WDT 超时溢出将产生一次器件复位。如果器件处于休眠状态,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。嵌入式工控机

  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。

  S3C44B0X看门狗定时利用MCLK作为时钟源,经过8位的预分频和4选1的2位分割之后得到所需频率。预分频值和频率分割值在看门狗定时器控制寄存器WTCON中配置,有效的预分频值范围为0~28-1,频率分割系数可选为16、32、64或128。使用下列公式计算看门狗定时频率和每个定时器时钟周期值。

  看门狗定时器使能后,WTDAT(看门狗定时器数据寄存器)不能自动装入WTCNT(看门狗定时计数寄存器)。因此,无风扇工控机,在看门狗定时器开始工作前,初值必须写到看门狗定时计数寄存器WTCNT中。

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