Watchdog在8XC552系列單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1引言

Philips公司的8XC552單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)、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(lǐng)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(yīng)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(shù)保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通常 Watchdog技術(shù)在單片機(jī)應(yīng)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(jī)本身已帶有軟件Watchdog功能，因此，只要硬件接法正確，在軟件設(shè)計中調(diào)用相應(yīng)語句進(jìn)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(jī)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?yàn)槲⒖刂破饔袝r會受噪音、射頻干擾等環(huán)境因素的影響而導(dǎo)入錯誤的運(yùn)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(fù)位，從而將其從錯誤的狀態(tài)中恢復(fù)過來以重新開始正常運(yùn)行。當(dāng)T3用作Watchdog定時器并由軟件啟動計時后，如果系統(tǒng)已達(dá)到所設(shè)定的預(yù)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(shè)定計時值等操作。系統(tǒng)正常運(yùn)行時，CPU將周期性地重新啟動定時器，當(dāng)然其啟動周期應(yīng)小于定時器的設(shè)定值，以保證定時器始終不能產(chǎn)生溢出信號。而當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)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(qiáng)迫CPU恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)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(biāo)器。后者的輸入信號為fosc／12，即定標(biāo)器對機(jī)器周期進(jìn)行遞增計數(shù)。這樣，每過2個機(jī)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(yīng)的最大溢出周期分別為393．216ms和262．144ms。

當(dāng)監(jiān)視定時器溢出時，系統(tǒng)將產(chǎn)生一個內(nèi)部復(fù)位脈沖以使8XC552復(fù)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(fù)脈沖而瞬時導(dǎo)通，從而在RST引腳上輸出一個復(fù)位正脈沖，其寬度為3個機(jī)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?yàn)殡娙莶辉试S RST引腳電壓產(chǎn)生突變，但這不會影響到內(nèi)部復(fù)位操作。

3調(diào)試中的常見問題及其解決方法

在對系統(tǒng)進(jìn)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：