关于STC15F2K60S2看门狗的应用

关于STC15F2K60S2看门狗的应用
1．STC15F2K60S2系列单片机的内部结构图

STC15F2K60S2系列单片机的内部结构框图如下图所示，STC15F2K60S2系列单片机中包含中央处理器（CPU）、程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）、定时器、IO口、高速A/D转换、看门狗、UART高速异步串行通信口1/串行通信口2,CCP/PWM/PCA,一组高速同步串行端口SPI，片内高精度R/C时钟及高可靠复位等模块，STC15F2K60S2系列单片机几乎包含了数据采集和控制中的所有单元模块。



2．目的：

在工业控制/汽车电子/航空航天等需要高可靠行的系统中，为了防止“系统在异常情况下，受到干扰，MCU/CPU程序跑飞，导致系统长时间异常工作”，通常是引进看门狗，如果MCU/CPU不在规定的时间内按要求访问看门狗，就认为MCU/CPU处于异常状态，看门狗就会强迫MCU/CPU复位，使系统重新从头开始按规律执行用户程序。看门狗复位状态结束后，不影响特殊功能寄存器IAP_ONTR中SWBS/IAP_ONTR.6位的值，单片机根据复位前SWBS/IAP_ONTR.6的值选择是从用户应用程序区启动，还是从系统ISP监控程序区启动。如果看门狗复位前SWBS/IAP_ONTR.6的值为0，则看门口复位状态结束后单片机从系统ISP监控程序区启动。看门狗复位是热启动复位中的软复位之一。

工作原理：看门狗实际上是一个定时器或计数器，简称WDT。单片机运行工作中，看门狗会对单片机机器周期脉冲不停计数，当单片机程序陷入死循环时，单片机程序如果不能及时对看门狗的定时器复位，看门狗就会在其定时器计满溢出时产生一个复位信号，从而使系统重启。

看门狗应用时，首先确定看门狗计数器的位数，然后参考计数脉冲周期计算出看门狗计数溢出所需的时间T，喂狗程序 喂狗时间要小于T，这样隔一段时间喂一次狗，只要程序正常运行，看门狗定时器就不会溢出。一旦出现程序死循环故障，喂狗程序失败，不能对看门狗定时器及时清零，就会导致计时器溢出，重启系统。

3．特殊寄存器：

STC15系列单片机内部也引进了此看门狗功能，使单片机系统可靠性设计变得更加方便/简洁。为此功能，我们增加如下特殊功能寄存器WDT_CONTR：

WDT_CONTR：看门狗（Watch—dog—Timer）控制寄存器

SFR name	Address	bit	B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
WDT_CONTR	0C1H	name	WDT_FLAG	_	EN_WDT	CLR_WDT	IDLE_WDT	PS2	PS1	PS0

WDT_FLAG: 看门狗溢出标志位，当溢出时，该位由硬件置1，可用软件将其清零。

EN_WDT: 看门狗允许位，当设置为“1”时看门狗启动。

CLR_WDT: 看门狗清“0”位，当设为“1”时，看门狗重新计数。硬件将自动清“0”此位。

IDLE_WDT: 看门狗“IDLE”模式位，当设置为“1”时，看门狗定时器在“空闲模式”计数，当清”0”该位时，看门狗定时器在“空闲模式”时不计数。

PS2，PS1，PS0：看门狗定时器分频值，如下表所示

PS2	PS1	PS0	Pre_scale预分频	WDT overflow Time @20MHz
0	0	0	2	39.3ms
0	0	1	4	78.6ms
0	1	0	8	157.3ms
0	1	1	16	314.6ms
1	0	0	32	629.1ms
1	0	1	64	1.25s
1	1	0	128	2.5s
1	1	1	256	5s

看门狗溢出时间 = （12 *Pre—scale*32768）/Oscillatorfrequency

设时钟为12MHz

看门狗溢出时间 = （12 *Pre—scale*32768）/12000000= Pre—scale*393216/12000000

PS2	PS1	PS0	Pre_scale预分频	WDT overflow Time @12MHz
0	0	0	2	65.5ms
0	0	1	4	131.0ms
0	1	0	8	262.1ms
0	1	1	16	524.2ms
1	0	0	32	1.0485s
1	0	1	64	2.0971s
1	1	0	128	4.1943s
1	1	1	256	8.3886s

设时钟为11.0592MHz

看门狗溢出时间 = （12 *Pre—scale*32768）/11059200 = Pre—scale*393216/11059200

PS2	PS1	PS0	Pre_scale预分频	WDT overflow Time @11.0592MHz
0	0	0	2	71.1ms
0	0	1	4	142.2ms
0	1	0	8	284.4ms
0	1	1	16	568.8ms
1	0	0	32	1.1377s
1	0	1	64	2.2755s
1	1	0	128	4.5511s
1	1	1	256	9.1022s

4．程序：

用LED灯的亮表示程从头序运行，用延时函数改变两次喂狗时间间隔。

/****************************测试程序******************************/

#include<reg51.h>

sbit led = P0^0;

sfr WDT_CONTR = 0xel;/*定义STC单片机中新加入的看门狗程序*/

void delay(unsigned int x)/*定义延时函数*/

{

while(x--);

}

void main(void)

{

WDT_CONTR = 0x35;/*设置模式计数器值*/

led = 1;

delay(20000);

led = 0;

while(1)

{

WDT_CONTR = 0x35;

delay(50000);

}

}

（1）程序开始后，点亮发光二极管后延时一段时间熄灭，延时不能过长，若两次喂狗时间间程序运行时间大于看门狗溢出时间，看门狗将复位单片机，可调节这个时间，让看门狗是否复位。

（2）喂狗时使用和设定看门狗寄存器同样的语句，只要看门狗寄存器中CLR—WDT位置“1”,看门狗定时器重新计数，由硬件自动将其清零。

（3）演示为发光二极管亮后熄灭不会再亮，这说明程序没被复位，while循环中看门狗被正常喂狗，若将WDT_CONTR= 0x35;去掉程序将会不停复位，因为看门狗定时器溢出复位。