基于X25045的新型看門狗電路設(shè)計(jì)
看門狗(Watchdog)電路是嵌入式系統(tǒng)需要的抗干擾措施之一。本文用X25045芯片設(shè)計(jì)了一種新的看門狗電路,具有體積小、占用I/O口線少和編程方便的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于儀器儀表和各種工控系統(tǒng)中。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/148901.htm前言
工控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),通常都會(huì)遇到各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)干擾,抗干擾能力是衡量工控系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。看門狗(Watchdog)電路是自行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的重要保證,幾乎所有的工控系統(tǒng)都包含看門狗電路。在8096系列單片機(jī)和增強(qiáng)型8051系列單片機(jī)中,該系統(tǒng)已經(jīng)做在芯片內(nèi)部,用戶只要用軟件開放它就可以,使用很方便。但目前工控系統(tǒng)仍在使用廉價(jià)的普通型8051系列單片機(jī),則看門狗電路必須由用戶自己建立。
看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。軟件看門狗不需外接硬件電路,但系統(tǒng)需要出讓一個(gè)定時(shí)器資源,這在許多系統(tǒng)中很難辦到,而且若系統(tǒng)軟件運(yùn)行不正常,可能導(dǎo)致看門狗系統(tǒng)也癱瘓。硬件看門狗是真正意義上的“程序運(yùn)行監(jiān)視器”,如計(jì)數(shù)型的看門狗電路通常由555多諧振蕩器、計(jì)數(shù)器以及一些電阻、電容等組成,分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復(fù)雜,運(yùn)行不夠可靠。
X25045芯片簡(jiǎn)介
X25045是美國(guó)Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路,它將EEPROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi),大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)的可靠性,減少了對(duì)印制電路板的空間要求,降低了成本和系統(tǒng)功耗,是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。X25045引腳如圖1所示。
圖1 X25045引腳圖
其引腳功能如下。
CS:片選擇輸入;
SO:串行輸出,數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出;
SI:串行輸入,數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入X25045;
SCK:串行時(shí)鐘輸入,其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入,下降沿將數(shù)據(jù)輸出;
WP:寫保護(hù)輸入。當(dāng)它低電平時(shí),寫操作被禁止;
Vss:地;
Vcc:電源電壓;
RESET:復(fù)位輸出。
X25045在讀寫操作之前,需要先向它發(fā)出指令,指令名及指令格式如表1所示。
表1 X25045指令及其含義
X25045看門狗電路設(shè)計(jì)及編程
X25045硬件連接圖如圖2所示。X25045芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門狗定時(shí)器,可通過(guò)軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒(méi)有總線活動(dòng),則X25045將從RESET輸出一個(gè)高電平信號(hào),經(jīng)過(guò)微分電路C2、R3輸出一個(gè)正脈沖,使CPU復(fù)位。圖2電路中,CPU的復(fù)位信號(hào)共有3個(gè):上電復(fù)位(C1、R2),人工復(fù)位(S、R1、R2)和Watchdog復(fù)位(C2、R3),通過(guò)或門綜合后加到RESET端。C2、R3的時(shí)間常數(shù)不必太大,有數(shù)百微秒即可,因?yàn)檫@時(shí)CPU的振蕩器已經(jīng)在工作。
圖2 X25045看門狗電路硬件連接圖
看門狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過(guò)X25045的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來(lái)設(shè)定的。如表2所示,X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義,其中WD1、WD0和看門狗電路有關(guān),其余位和EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。
表2 X25045狀態(tài)寄存器
WD1=0,WD0=0,預(yù)置時(shí)間為1.4s。
WD1=0,WD0=1,預(yù)置時(shí)間為0.6s。
WD1=1,WD0=0,預(yù)置時(shí)間為0.2s。
WD1=1,WD0=1,禁止看門狗工作。
看門狗電路的定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定,通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長(zhǎng)即可。編程時(shí),可在軟件的合適地方加一條喂狗指令,使看門狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間,系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛,用軟件陷阱等別的方法無(wú)法捕捉回程序時(shí),則看門狗定時(shí)時(shí)間很快增長(zhǎng)到預(yù)置時(shí)間,迫使系統(tǒng)復(fù)位。
評(píng)論