關(guān)于STC15F2K60S2看門狗的應(yīng)用
1.STC15F2K60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
STC15F2K60S2系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示,STC15F2K60S2系列單片機中包含中央處理器(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,就認為MCU/CPU處于異常狀態(tài),看門狗就會強迫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??撮T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)束后單片機從系統(tǒng)ISP監(jiān)控程序區(qū)啟動??撮T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。單片機運行工作中,看門狗會對單片機機器周期脈沖不停計數(shù),當單片機程序陷入死循環(huán)時,單片機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系列單片機內(nèi)部也引進了此看門狗功能,使單片機系統(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
SFR name | Address | bit | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 |
WDT_CONTR | 0C1H | name | WDT_FLAG | _ | EN_WDT | CLR_WDT | IDLE_WDT | PS2 | PS1 | PS0 |
WDT_FLAG: 看門狗溢出標志位,當溢出時,該位由硬件置1,可用軟件將其清零。
EN_WDT: 看門狗允許位,當設(shè)置為“1”時看門狗啟動。
CLR_WDT: 看門狗清“0”位,當設(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,當設(shè)置為“1”時,看門狗定時器在“空閑模式”計數(shù),當清”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
PS2 | PS1 | PS0 | Pre_scale預(yù)分頻 | WDT overflow Time @20MHz |
0 | 0 | 0 | 2 | 39.3ms |
0 | 0 | 1 | 4 | 78.6ms |
0 | 1 | 0 | 8 | 157.3ms |
0 | 1 | 1 | 16 | 314.6ms |
1 | 0 | 0 | 32 | 629.1ms |
1 | 0 | 1 | 64 | 1.25s |
1 | 1 | 0 | 128 | 2.5s |
1 | 1 | 1 | 256 | 5s |
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
PS2 | PS1 | PS0 | Pre_scale預(yù)分頻 | WDT overflow Time @12MHz |
0 | 0 | 0 | 2 | 65.5ms |
0 | 0 | 1 | 4 | 131.0ms |
0 | 1 | 0 | 8 | 262.1ms |
0 | 1 | 1 | 16 | 524.2ms |
1 | 0 | 0 | 32 | 1.0485s |
1 | 0 | 1 | 64 | 2.0971s |
1 | 1 | 0 | 128 | 4.1943s |
1 | 1 | 1 | 256 | 8.3886s |
設(shè)時鐘為11.0592MHz
看門狗溢出時間 = (12 *Pre—scale*32768)/11059200 = Pre—scale*393216/11059200
PS2 | PS1 | PS0 | Pre_scale預(yù)分頻 | WDT overflow Time @11.0592MHz |
0 | 0 | 0 | 2 | 71.1ms |
0 | 0 | 1 | 4 | 142.2ms |
0 | 1 | 0 | 8 | 284.4ms |
0 | 1 | 1 | 16 | 568.8ms |
1 | 0 | 0 | 32 | 1.1377s |
1 | 0 | 1 | 64 | 2.2755s |
1 | 1 | 0 | 128 | 4.5511s |
1 | 1 | 1 | 256 | 9.1022s |
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,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。
上海意泓電子科技有限責任公司 版權(quán)所有 未經(jīng)授權(quán)禁止復(fù)制或鏡像
CopyRight 2020-2025 www.toastedesign.com All rights reserved 滬ICP備2021005866號