MSP430學(xué)習(xí)小結(jié)

硬件看門(mén)狗WatchDog

是一個(gè)自我保護(hù)裝置. 他時(shí)刻監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行. 一旦系統(tǒng)運(yùn)行不正常. 看門(mén)狗會(huì)復(fù)位系統(tǒng). 實(shí)際上看門(mén)狗是一個(gè)計(jì)時(shí)器. 你要讓這個(gè)計(jì)時(shí)器置零前給她一個(gè)信號(hào).讓他重新計(jì)時(shí). 這樣起到一個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的作用. 一般很多MCU帶有這個(gè)電路。 但是你可以不使用它。 這樣在上電的時(shí)候禁止他。 如果你要使用watchdog， 那么你的系統(tǒng)就必須每隔一段時(shí)間給這個(gè)電路一個(gè)信號(hào)。

如果你說(shuō)的是軟件看門(mén)狗，那么它的意思是：你可以創(chuàng)建一個(gè)看門(mén)狗，創(chuàng)建后開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果中間不被取消什么的，一段時(shí)間之后--這個(gè)時(shí)間通常都可以有你自己指定--它就會(huì)觸發(fā)，而且你可以指定看門(mén)狗觸發(fā)時(shí)執(zhí)行一個(gè)你自己提供的看門(mén)狗函數(shù)。
那么它的使用就可以是這樣的：為了確認(rèn)程序會(huì)不會(huì)走到某個(gè)地方，你可以先創(chuàng)建一個(gè)看門(mén)狗，然后在要確認(rèn)的地方調(diào)用一個(gè)取消看門(mén)狗計(jì)時(shí)的函數(shù)，如果程序確實(shí)走到了那個(gè)地方，看門(mén)狗被取消，那么看門(mén)狗函數(shù)就不會(huì)被執(zhí)行；如果看門(mén)狗函數(shù)被執(zhí)行了，說(shuō)明程序沒(méi)有走到該處，表明出現(xiàn)了什么錯(cuò)誤。這就是看門(mén)狗的使用。

motorola mpc860這個(gè)芯片有個(gè)軟件看門(mén)狗，當(dāng)定時(shí)到時(shí)，芯片會(huì)復(fù)位。我看到別人的代碼如下：
void test(void)
{
啟動(dòng)看門(mén)狗
while(true)
{
...
}
}

照程序看來(lái)，如果看門(mén)狗不能停止的話，那肯定得重啟了，但在這個(gè)程序中，它又如何的停止呢？

看門(mén)狗用來(lái)在一定時(shí)間之后重啟CPU，
正常情況下不要它重啟CPU，所以定期要“喂狗”，其實(shí)就是通知看門(mén)狗
重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。
這樣一來(lái)，如果一切正常，看門(mén)狗每次在重啟之前被觸發(fā)重新計(jì)時(shí)，所以就永遠(yuǎn)不會(huì)重啟。
如果程序由于干擾等原因“跑飛”，不知道執(zhí)行到什么地方去了，看門(mén)狗就沒(méi)人喂了，時(shí)間一長(zhǎng)，它就自動(dòng)重啟，程序恢復(fù)正常。
看門(mén)狗這東西是加強(qiáng)可靠性用的。

同意ckc(火)的說(shuō)法，比較正確和完整。
看門(mén)狗是不隨主芯片時(shí)鐘的停止而停止的，它是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)時(shí)單元，假如你在程序中使用并設(shè)置了看門(mén)狗寄存器，在系統(tǒng)加電后它就會(huì)啟動(dòng)，若在指定周期內(nèi)沒(méi)有重置看門(mén)狗寄存器（也就是大家常說(shuō)的喂狗），系統(tǒng)將會(huì)重新啟動(dòng)。

這種設(shè)計(jì)為系統(tǒng)提供了極高的可靠性，即使系統(tǒng)死鎖，也可以及時(shí)的自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)。
現(xiàn)在地絕大多數(shù)mcu都有這個(gè)

看門(mén)狗的主要操作一般有三種:啟動(dòng),觸發(fā)和停用.
啟動(dòng)是指設(shè)置初始參數(shù)并調(diào)用中斷以使看門(mén)狗開(kāi)始工作;
觸發(fā)是指在看門(mén)狗的記數(shù)器的數(shù)值減為零以前對(duì)其恢復(fù)初始值;
停用是指調(diào)用中斷停止使用看門(mén)狗.
在程序中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡胤綄?duì)其進(jìn)行觸發(fā)選擇時(shí)有許多講究,程序比較大時(shí)會(huì)比較難確定,但使用它確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)不能說(shuō)不容易用所以就不用

幾乎所有的嵌入式操作系統(tǒng)都有看門(mén)狗任務(wù)，它的主要功能是防止系統(tǒng)死掉或者陷入死循環(huán)。也就是每個(gè)一定的時(shí)間就會(huì)執(zhí)行看門(mén)狗任務(wù)，以reset系統(tǒng).

喂狗的方式舉個(gè)例子：在os任務(wù)調(diào)度的時(shí)候順便觸發(fā)一下看門(mén)狗，這樣一旦任務(wù)長(zhǎng)時(shí)間停止調(diào)度系統(tǒng)就會(huì)復(fù)位，這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)很簡(jiǎn)單，并不需要應(yīng)用程序多操什么心。

照一般的看門(mén)狗定時(shí)的使用方法一般為：

1。設(shè)置看門(mén)狗控制器；//初始化狗的喚醒時(shí)間，使能看門(mén)狗
2。睡眠； //等待，或作其它的事
3。喚醒后檢測(cè)中斷位是否是由狗中斷導(dǎo)致的喚醒
4。延時(shí)完成，繼續(xù)其它程序

看門(mén)狗在啟動(dòng)的時(shí)候一般都會(huì)設(shè)置超時(shí)時(shí)間，超時(shí)時(shí)間按照一定的頻率遞減，減到零就復(fù)位，所以得定時(shí)將一個(gè)計(jì)時(shí)器更新到最大，防止減小到零。超時(shí)時(shí)間初始化時(shí)一般都是固定好的。

看門(mén)狗,又叫 watchdog timer,是一個(gè)定時(shí)器電路, 一般有一個(gè)輸入,叫喂狗,一個(gè)輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時(shí)候,每隔一端時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到喂狗端,給 WDT 清零,如果超過(guò)規(guī)定的時(shí)間不喂狗,(一般在程序跑飛時(shí)),WDT 定時(shí)超過(guò),就回給出一個(gè)復(fù)位信號(hào)到MCU,是MCU復(fù)位. 防止MCU死機(jī). 看門(mén)狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說(shuō)程序跑飛。

　　工作原理：在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動(dòng)了看門(mén)狗的計(jì)數(shù)器，看門(mén)狗就開(kāi)始自動(dòng)計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門(mén)狗，那么看門(mén)狗計(jì)數(shù)器就會(huì)溢出從而引起看門(mén)狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以在使用有看門(mén)狗的芯片時(shí)要注意清看門(mén)狗。
硬件看門(mén)狗是利用了一個(gè)定時(shí)器，來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，也就是說(shuō)在主程序的運(yùn)行過(guò)程中，我們要在定時(shí)時(shí)間到之前對(duì)定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說(shuō)PC指針不能回來(lái)。那么定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,價(jià)格4~10元不等.

　　軟件看門(mén)狗技術(shù)的原理和這差不多，只不過(guò)是用軟件的方法實(shí)現(xiàn)，我們還是以51系列來(lái)講，我們知道在51單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)器，我們就可以用這兩個(gè)定時(shí)器來(lái)對(duì)主程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。我們可以對(duì)T0設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)中斷的時(shí)候?qū)σ粋€(gè)變量進(jìn)行賦值，而這個(gè)變量在主程序運(yùn)行的開(kāi)始已經(jīng)有了一個(gè)初值，在這里我們要設(shè)定的定時(shí)值要小于主程序的運(yùn)行時(shí)間，這樣在主程序的尾部對(duì)變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說(shuō)明T0中斷正常，如果沒(méi)有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。對(duì)于T1我們用來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，我們給T1設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，在主程序中對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，如果不能在一定的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，T1 的定時(shí)中斷就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。在這里T1的定時(shí)時(shí)間要設(shè)的大于主程序的運(yùn)行時(shí)間，給主程序留有一定的的裕量。而T1的中斷正常與否我們?cè)儆蒚0定時(shí)中斷子程序來(lái)監(jiān)視。這樣就夠成了一個(gè)循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視主程序，主程序又來(lái)監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　51 系列有專門(mén)的看門(mén)狗定時(shí)器,對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行分頻計(jì)數(shù),定時(shí)器溢出時(shí),將引起復(fù)位.看門(mén)狗可設(shè)定溢出率,也可單獨(dú)用來(lái)作為定時(shí)器使用.
　　凌陽(yáng)61的看門(mén)狗比較單一，一個(gè)是時(shí)間單一，第二是功能在實(shí)際的使用中只需在循環(huán)當(dāng)中加入清狗的指令就OK了。

　　C8051Fxxx單片機(jī)內(nèi)部也有一個(gè)21位的使用系統(tǒng)時(shí)鐘的定時(shí)器，該定時(shí)器檢測(cè)對(duì)其控制寄存器的兩次特定寫(xiě)操作的時(shí)間間隔。如果這個(gè)時(shí)間間隔超過(guò)了編程的極限值，將產(chǎn)生一個(gè)WDT復(fù)位。

　　看門(mén)狗使用注意：大多數(shù)51 系列單片機(jī)都有看門(mén)狗,當(dāng)看門(mén)狗沒(méi)有被定時(shí)清零時(shí),將引起復(fù)位。這可防止程序跑飛。設(shè)計(jì)者必須清楚看門(mén)狗的溢出時(shí)間以決定在合適的時(shí)候，清看門(mén)狗。清看門(mén)狗也不能太過(guò)頻繁否則會(huì)造成資源浪費(fèi)。程序正常運(yùn)行時(shí)，軟件每隔一定的時(shí)間(小于定時(shí)器的溢出周期)給定時(shí)器置數(shù)，即可預(yù)防溢出中斷而引起的誤復(fù)位。
看門(mén)狗運(yùn)用：看門(mén)狗是恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行及有效的監(jiān)視管理器（具有鎖定光驅(qū)，鎖定任何指定程序的作用，可用在家庭中防止小孩無(wú)節(jié)制地玩游戲、上網(wǎng)、看錄像）等具有很好的應(yīng)用價(jià)值.

　　系統(tǒng)軟件"看門(mén)狗"的設(shè)計(jì)思路：

　　1.看門(mén)狗定時(shí)器T0的設(shè)置。在初始化程序塊中設(shè)置T0的工作方式，并開(kāi)啟中斷和計(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12 MHz，T0為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為(2的10次方)-1=65 535，T0輸入計(jì)數(shù)頻率是．Fosc/12，溢出周期為(65 535+1)／1=65 536(μs)。

　　2.計(jì)算主控程序循環(huán)一次的耗時(shí)。考慮系統(tǒng)各功能模塊及其循環(huán)次數(shù)，本系統(tǒng)主控制程序的運(yùn)行時(shí)間約為16．6 ms。系統(tǒng)設(shè)置"看門(mén)狗"定時(shí)器T0定時(shí)30 ms(T0的初值為65 536-30 000=35 536)。主控程序的每次循環(huán)都將刷新T0的初值。如程序進(jìn)入"死循環(huán)"而T0的初值在30 ms內(nèi)未被刷新，這時(shí)"看門(mén)狗"定時(shí)器T0將溢出并申請(qǐng)中斷。

　　3.設(shè)計(jì)T0溢出所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序。此子程序只須一條指令，即在T0對(duì)應(yīng)的中斷向量地址(000BH)寫(xiě)入"無(wú)條件轉(zhuǎn)移"命令，把計(jì)算機(jī)拖回整個(gè)程序的第一行，對(duì)單片機(jī)重新進(jìn)行初始化并獲得正確的執(zhí)行順序。