Watchdog在8XC552系列單片機系統中的應用

1引言

Philips公司的8XC552單片機以其體積小、功能強、價格低等優勢而廣泛地使用在工業控制、DCS控制和智能儀器等領域。筆者在智能配電監測儀的研制過程中，雖然采取了相應的抗干擾措施，但由于工業現場環境中電磁場、電網尖峰、諧波、浪涌及雷電輻射等影響，仍有可能出現程序死循環、跑飛等失控現象。為此，筆者采用Watchdog技術保證了系統的正常運行，通常 Watchdog技術在單片機應用系統中可分為軟件Watchdog和硬件Watchdog。Philips公司的8XC552、Intel的8098、 Motorala的68C05以及Microchip的16C5X系列單片機本身已帶有軟件Watchdog功能，因此，只要硬件接法正確，在軟件設計中調用相應語句進行啟動即可。

2硬件組成原理

2．1系統工作原理

圖1所示是87C522單片機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，還有一個專作監視8位定時器、簡稱 WDT（WatchdogTimer）的T3定時器。因為微控制器有時會受噪音、射頻干擾等環境因素的影響而導入錯誤的運行狀態。監視定時器的功能就是在某特定的時限內使微控制器復位，從而將其從錯誤的狀態中恢復過來以重新開始正常運行。當T3用作Watchdog定時器并由軟件啟動計時后，如果系統已達到所設定的預定時間而仍沒有重新啟動定時器，此時就會產生溢出信號并停止計時，表明系統出現異常。CPU可以對定時器重新啟動、清零、設定計時值等操作。系統正常運行時，CPU將周期性地重新啟動定時器，當然其啟動周期應小于定時器的設定值，以保證定時器始終不能產生溢出信號。而當系統運行不正常時，由于 CPU不能周期性地啟動定時器，因而定時器將產生溢出信號，以強迫CPU恢復系統的正常運行。

2．2 Watchdog的內部結構原理

監視定時器的結構原理如圖2所示。它的核心為一8位定時器，其前級是一個11位定標器。后者的輸入信號為fosc／12，即定標器對機器周期進行遞增計數。這樣，每過2個機器周期，定時器T3的值便增加1000次。若用16MHz或24MHz晶體振蕩器，則監視定時器的增值間隔將分別為1．536ms 和1．024ms；其相應的最大溢出周期分別為393．216ms和262．144ms。

當監視定時器溢出時，系統將產生一個內部復位脈沖以使8XC552復位。由圖2可以看出，T3溢出時，RST引腳內側的晶體管因柵極出現一個負脈沖而瞬時導通，從而在RST引腳上輸出一個復位正脈沖，其寬度為3個機器周期。如果RST引腳外接電容，則這么窄的輸出脈沖可能遭到破壞，因為電容不允許 RST引腳電壓產生突變，但這不會影響到內部復位操作。

3調試中的常見問題及其解決方法

在對系統進行調試時，有可能出現閃屏、無法顯示以及顯示雜亂等現象，現將這些問題的解決方法介紹如下：