1、单片机的看门狗 - 及系列为什么要看门狗？ 你家的看门狗是做什么的？ “看门狗定时器”是这样一种东西，从功能上 说它可以让微控制器在意外状况下（比如软件 陷入死循环或跑飞）重新回复到系统上电状态， 以保证系统出问题的时候重启一次 。 就跟我们现在用电脑一样，死机了你就按一下 reset 键重启一次电脑，看门狗就是负责干这个 事儿的。它是52 单片机增加的一个功能，以前 Intel 8031 、AT 89C51 时代单片机片内 都没有“看门狗”功能，需要我们外扩看门狗 芯片，比如X5045 。 “看门狗”就是一个计数器，由于位数有限计 数器能够装的数值是有限的(比如8位的最多装 256个数、16
2、位的最多装65536个数)，从开 启“看门狗”那刻起，它就开始不停的数机器 周期，数一个机器周期就计数器加，加到计 数器盛不下了（术语叫溢出）就就产生一个复 位信号，重启系统 。注解： 这里顺便说一下，一般教材上叫“看门狗定时 器”，其实定时器原理还是计数器，只是计的 是时钟周期，所以我为了初学者好理解叫统一 叫“计数器”，这里阐明一下。看门狗的看门原理 我们在设计程序时，先根据看门狗计数器的位 数 和系统的时钟周期 算一下计满数需要的时间， 就是说在这个时间内“看门狗”计数器是不会 装满的，然后在这个时间内告诉它重新开始计 数，就是把计数器清零，这个过程叫“喂狗 ”， 这样隔一段时间喂一次狗
3、，只要程序正常运行 他就永远计不满，一旦出现死循环之类的故障， 没有及时来清零计数器，就会导致装满了溢出， 他就重启系统，这就是 举个例子说：8051 单片机选用12MHz 晶振， 一个时钟周期为1us ，如果“看门狗计数器” 是16 位的，最大计数65536 个，那么从0开始 计到65535 需要约65ms，所以我们可以在程序 的50ms 左右清零一次计数器（“喂狗”）， 让他重新从0 开始计，再过50ms ，再清， 这样下去只要程序正常运行，计数器永远不会 计满，也就永远不会被“看门狗”复位。 当然这个喂狗的时间是大家自己选的，只要不 超过65ms ，你选多少都可以，一般不要喂得 太勤，这
4、样单片机运行时间浪费了，比如你 1ms 喂一次就太勤了，也不要说那我65ms 喂一 次，这样太边缘，这样抗干扰能力就下降了， 最好是留一定的余量，这个就是设计者自己掌 握了，我一般是让计到90%左右就清一次。 每种单片机的“看门狗”实现方法不尽相同， 但是原理都一样，而且“看门狗”都是启动了 之后就不能被关闭，只能系统复位（重新断电 在上电）才能关闭 。设置 看门狗 的一般步骤如 下： 1. 设置“看门狗”相关寄存器， 启动 “看门狗”； 2. 隔一段时间清零一次，“喂狗”； 3. 如果程序正常，一直运行；如果程序出 错，没有按时“喂狗”，“看门狗”就在溢出 的时候复位系统。的看门狗 AT89
5、S52 单片机看门狗定时器是14 位的，最大 计数214=16384 个数，每计16384 个时钟周期 就溢出一次。也就是说如果使用12M 晶振的话， 至少应该在16.384ms 内喂一次狗。 STC89C5X 系列单片机由于采用了“预分频技 术”，它的溢出时间是=(N*Prescale*32768)/ 晶振频率 （不要问我为什么，他们就是这么设计的，我 们就这么用就行）。 其中N 是单片机的时钟周期，STC89C5X 系列单 片机提供6时钟周期和12时钟周期两种时钟周 期，可以在烧写程序时修改； Prescale 是预分频数，通过设置【看门狗控制 寄存器】 可以设置为2、4、8、16 、32
6、 、64 、 128 、256 ；怎么设置演示程序中有介绍； 晶振频率就是系统选用的晶振。 所以如果同样选择12MHz晶振，使用传统的12 时钟周期，它最小的溢出时间是 （12*2*32768 ）/(12*106)=65.536ms ，最大 溢出时间是（12*256*32768 ） /(12*106) 8.38s 。如果选择256 分频，也就是 说只要在8.38 秒之内喂一次狗就可以了。 对于我们用户来说，看门狗的时间是越长越好， 这样可以节省更多的单片机资源，尤其是对时 间要求精准的系统，如果执行过程中我们不停 地“喂狗”，那么是比较浪费时间的。 所以 STC89C5X 系列单片机的看门狗更
7、有优势一些。 当然这个也是个人的选择，如果对时间要求的 不苛刻的话，勤喂几次狗也没关系。看门狗应用举例 STC89C52 最小单片机系统+ 两个指示灯串行口接口（用于下载程序和测试本次试验 关于实验的注意事项： 1. 本次试验使用的是11.0592MHz 晶振，设置 WDT_CONTR=(0011 0100)B ，32预分频，单片机使 用12指令周期模式。 计算看门狗溢出时间： 12*32*32768/(11059200) 1s 。 2. 本次试验的硬件电路很简单，就是最小系统上增 加两个LED 灯，原理图见正文，用户可以很容易实现。 * */ #include sfr WDT_CONTR=0
8、xE1; / 定义特殊 功能寄存器：STC 单片机看门狗控制寄存器 #define uchar unsigned char #define true 1 #define false 0 #define WEIGOU WDT_CONTR=0x34 / 看门狗启动设置 和“喂狗”操作 sbit LED=P16; / 信号灯， 系统正常工作就一闪一闪的 sbit LED_busy=P17; / 工作灯， 上电灭一会儿（约800ms ），然后正常工作的时候一直亮着；用于指示系 统是否重启 uchar timer0_ctr,i; const uchar str=“I love MCU!“; / 定义一句
9、话，让他从串口输出，只 有系统重启的时候才输出一次，所以也是用于验证看门狗有没有重启系统 / 延时函数，11.0592MHz 晶振下延时约xms 毫 秒 void delay_ms(unsigned xms) unsigned x,y; for(x=xms; x0; x-) for(y=110; y0; y-); / 主程序初始化函数 void InitMain() / 初始化时两盏灯都熄灭 LED=1; LED_busy=1; TMOD=0x21; / 定时器0 工作在方式1 ，作 为16 位定时器；定时器1 工作在方式2 ，作为串行口波特率发生器 TH0=0x4C; / 定时器0 装初值：
10、每隔 50ms 溢出一次 TL0=0x00; IE=0x82; /IE=(1000 0010)B, 使能定 时器0 中断 TR0=1; / 启动定时器0 / 串行口初始化程序 void InitCOM() SCON=0x50; /SCON=(0101 0000)B ，波特率不加倍，允许接收 TH1=0xFD; / 设置波特率 =9600bps TL1=TH1; TR1=1; / 启动定时器1 / 定时器0 中断服务程序程序，控制信号灯闪烁。如果系统正常运行，信号灯1.5 秒 闪一次 void Timer0_isr() interrupt 1 TH0=0x4C; TL0=0x00; timer0
11、_ctr+; if(timer0_ctr=30) TR0=0; / 定时器0 暂停，否则再次来中断会冲断程序 timer0_ctr=0; LED=0; delay_ms(100); LED=1; TR0=1; / 定时器0 重新启动 void main() WEIGOU; / 上来第一步设置看 门狗定时器，并且启动 InitMain(); InitCOM(); / 开机通过串口发送一次“I love MCU!” ，使用串口调试助手可以查看 / 由于在while 大循环外边，所以只要系统不重新启动，则上电后只会发送一 次，用于判断系统是否重启 i=0; while(stri!=0) SBUF=s
12、tri; while(TI=0); TI=0; i+; /while 大循环 while(true) / 约每隔800ms 喂一次狗，可以通过调整这里的喂 狗时间来验证看门狗是否有效 / 我们设置的看门狗约1 秒。所以可以用800 和2000 分别做一次试验，看是否会被看门狗复位 delay_ms(800); LED_busy=0; / 第一次上电约延时 800ms 工作灯点亮，如果系统不重启，他将一直亮着，用于指 示系统是否重启 WEIGOU; 89S52 看门狗使用方法 在ATMEL 的89S52 系列的89S52 与89C51 功能相 同。指令兼容。HEX 程序无需任何转换可以直 接使用
13、。89S52 比89C51 增加了一个看门狗功 能。89S52 的其它功能可以参见89C52 的资料。 看门狗具体使用方法如下： 在程序初始化中向看门狗寄存器 （WDTRST 地址是0A6H ）中先写入01EH ，再 写入0E1H 。即可激活看门狗。的看门狗应用 在C 语言中要增加一个声明语句。 在AT89X51.h 声明文件中增加一行 sfr WDTRST = 0xA6; 程序代码 sfr WDTRST = 0xA6; main() WDTRST=0x1E; WDTRST=0xE1;/初始化看门狗。 While (1) WDTRST=0x1E; WDTRST=0xE1;/ 喂狗指令 注意事项： 1 89S51 的看门狗必须由程序激活后才开始 工作。所以必须保证CPU 有可靠的上电复位。 否则看门狗也无法工作。 2 看门狗使用的是CPU 的晶振。在晶振停振 的时候看门狗也无效。 3 89S51 只有14 位计数器。在16383 个机器 周期内必须至少喂狗一次。而且这个时间是固 定的，无法更改。当晶振为12M 时每16 个毫秒 需喂狗一次。
