看门狗芯片的选择与软件控制

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芯片的选择及软件控制“看门狗看门狗”

作为一种解决微处山水风光 理器因干扰而死机的有效方法，目前看门狗基本上已经成为MCU的

必备辅助外围电路。笔者在单片机应用开发中对于看门狗的使用积累了一定的经验，下面以

看门狗在MCU系统中的应用为例，与同行们做一下交流。

看门狗的工作原理

看门狗是由英文“WATCHDOG”翻译过来的，它的设计使用目的是做微处理器的一个

监控者。微处理器在运行中会受到各种各样的干扰，如电源及空间电磁干扰，当它们超过抗

干扰极限的时候，就有

可能引起微处理器死机。尤其在MCU的应用环境中，更容易受到复杂干扰源的干扰影

响。有了看门狗这个监控，就能够在MCU死机后，重新使它复位恢复运行。

看门狗电路本身是一个带清除端和溢出触发器的定时器，如果不清除它，它就以固定频

率发出溢出触发脉冲。实际使用中把这个触发输出引入到MCU的复位端，使用MCU的一

个I/O控制它的清除端。看门狗的监控思路是：MCU正常运行时，软件被设计成定时清除

看门狗定时器，而一旦MCU死机，这时认为MCU不再发出清除脉冲，看门狗定时器溢出，

则秦始皇资料 自动复位MCU。

看门狗芯片的选择

早期的看门狗电路一般都是使用NE555或者CD4060等定时芯片搭建的，直到目前，仍

旧有一些书籍和刊物介绍这些电路，实际上它们早已被独立的看门狗芯片取代了。

提到看门狗，则必须提一下电源监控和上电复位电路。为了使用者的方便，现在的芯片

都把上电复位、电源监控及看门狗集成到一起，如IMP813L就是这样一微波炉烧烤 款芯片。还有的芯

片更是把EEPROM也集成进去，如X5045芯片。现在的MCU被集成了越来越多的功能，

有的集成了看门狗，如PHILIPS的P89C51RX2，有的干脆把电源监控和上电复位及RC时

钟也集成了进去，如PHILIPS的P87LPC762。使用者可以根据自己所选择的具体MCU来

配置外围看门狗电路及电源监控，除卵巢早衰的原因 了对功能的选择外，使用看门狗还应该注意它的复位门

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限电压，一定要确保MCU在看门狗芯片的最小复位门限电压下可以正常工作。

附表列出的一些常用的看门狗芯片可以作为设计参考，更多、更详细的看门狗、电源监

控及复位类芯片资料可以到相关网站上去查阅。

看门狗的软件控制方法

看门狗的使用是需要有合理的控制软件配合的，只有在合理的软件配合下，才能够获得

看门狗的英语人生格言 预计功能，如果使用不当，可能根本发挥不了它的作用，反而会带来负面效果。

1.几种看门狗软件控制方法的误区及解决方法

（八音分类法 1）许多人为了方便，把看门狗的清除控制指令放在系统的定时中断服务程序中，以

为这样可以准确清除看门狗。可是设计者应该注意到这样一个问题，就是MCU即使因为

PC指针受干扰出错，但是定时器不一定会停下来，定时中断可能根本没有受到影响，看门

狗依然被定时清除，它形同虚设。基本的解决方法就是把清除看门狗的脉冲控制指令分散到

主程序的各个部分中去，同时仿真保证两脉冲的最小间隔小于看门狗溢出周期。

（2）中断程序中隐含的长执行时间，未清除看门狗，导致系统复位。有一些程序在仿

真的时候顺利通过了看门狗的测试，但使用中偶尔感觉到系统有复位现象。最可能就是中断

超时，比如设计了一个通讯程序，根据对方的要求在一次中断里发送全部数据，一旦没有注

意可能的最大数据长度，就会造成看门狗启动，使系统存在隐患。解决它很简单，就是把数

据接收和发送中断都修改为每个中断只处理一个字节数据。对于其它中断源也要注意，要尽

可能减小中断程序的执行时间，中断程序只留标志和信息，其它工作留给主程序处理。

（3）循环程序中隐含超时循环，未能及时清除看门狗，导致系统复位。有些程序中含

有延时、循环计算等片段，并且入口循环参数是由它前面的程序运行结果提供的，在某些未

预见到的情况就会出现比较大的入口条件，导致看门狗超时。尤其对于一些没有显示的黑匣

子设备，根本感觉不到它偶然的复位。解决这个问题的方法就是做一个看门狗清除脉冲子程

序，在延时等循环的圈内中加入它，可以保证万无一失。

2.使用其它软件方法配合看门狗

除了保证对看门狗的合理控制外，还要考虑使用其它软件方法配合看门狗，才能够

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保证MCU可靠运行。许多书籍在分析MCU失控后的情况时，几乎都假定一般是PC错位，

进入未知区域，并不再进入正常程序代码段。但实际并非如此，以下就两种情况做具体分析，

并给出解决方法。

（1）干扰造成PC出错，但出错后进入了正常代码段，并在错误的情况下继续运行，

看门狗没有起作用，但系统实际上已经瘫痪。解决这个问题可以使用软件路标法，几乎所有

软件的主程序都是在一个大循环里工作，可以在循环中设置一些断点，断点处设置路标，程

序运行办公室租用 时随时检查路标，这样就可以判断程序是否有非法进入的可能。具体的路标可以是一

个计数器，每个断点加1，在终点清除。因为断点数固定，因此每个断点处路标值固定，只

需要检测路标值就可以进行对非法进入的判断。余下的问题就是发现错误后如何处理，正常

的处理就是设置死循环，等待看门狗复位。对于PHILIPS的LPC系列MCU也可以置位

AUXR1寄存器的SRST位立即进行软件复位。

（2）干扰导致内部寄存器及RAM出错，但PC未错，因为错误的数据和标志导致程序

在错误状态下运行。解决这种问题可以采用RAM校验的方法，具体是在MCU的内部RAM

中开辟几个校验区，复位时写入固定代码，如55H或者AAH，并编制校验子程序，运行时

随时调用校验，发现错误马上处理，处理方法同（1）。考虑到可靠性，应该多设置几个校验

区，但要付出RAM资源代价，应酌情处理。此方法如果与（1）方法同时使用，则会获得

更好的效果。

结束语

以上对看门狗的芯片选择和软件控制做了一些介绍，通过合理运用，能成功地设计出了

许多应用系统，这些系统在恶劣的环境下都能够正常工作。但设计看门狗的初衷是防止系统

万一死机的弥补措施，设计者本身是希望它永远也不要启动的。因此对于设计MCU系统，

不应该过分依靠看门狗，而应该在电源及抗干扰措施上下足功夫，同时合理选择MCU芯片，

尽可能选择那些抗干扰能力强，同时低EMI的品种。只有在各个环节都精心设计，才能够

保证最终系内蒙高考分数线 统的可靠性。

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