摘要：單片機(jī)控制系統(tǒng)“看門狗”電路的有效性，除硬件電路的可靠性以外，主要取決于如何正確給“看門狗”電路進(jìn)行復(fù)位（即“喂狗”），文章在介紹了一種采用MAX706和89C52構(gòu)成的硬件電路的基礎(chǔ)上，給出了一種新穎可靠的“看門狗”電路軟件設(shè)計方法。

    關(guān)鍵詞：抗干擾  單片機(jī)  看門狗  MAX706  89C52

    隨著MCS-51系列單片機(jī)的發(fā)展，其芯片價格在不斷下降，但同時也帶來了單片機(jī)芯片的抗干擾問題，該問題可能導(dǎo)致一些智能型儀器儀表單片機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)生“死機(jī)”。筆者通過近幾年的設(shè)計實(shí)踐及不斷試驗(yàn)，總結(jié)了一套可靠的“看門狗”硬件電路及軟件設(shè)計方法。由于一些專業(yè)期刊曾經(jīng)刊登過許多關(guān)于“看門狗”硬件電路構(gòu)成的文章，同時也詳細(xì)的關(guān)于“看門狗”電路非正常失效故障原因的分析及針對性軟件設(shè)計技巧[1]，本文給出了一個采用MAX706和89C52構(gòu)成的“看門狗”硬件電路，并且從新的角度說明了如何確保“看門狗”電路的正常工作，同時給出了它的軟件設(shè)計方法。

1 “看門狗”硬件電路簡述

    現(xiàn)以MAX706監(jiān)控電路為例（見圖1）來說明“看門狗”硬件電路的工作過程，我們知道，MAX706是一種性能優(yōu)良的低功耗CMOS監(jiān)控電路芯片，其內(nèi)部電路由上電復(fù)位、可重觸發(fā)“看門狗”定時器及電壓比較器等組成[2]。MAX706只要在1.6秒時間內(nèi)檢測到WCI引腳有高低電平跳變信號，則“看門狗”定時器清零并重新開始計時；若超出1.6秒后，WCI引腳仍無高低電平跳變信號，則“看門狗”定時器溢出，WDO引腳輸出低電平，進(jìn)而觸發(fā)MR手動復(fù)位引腳，使MAC706復(fù)位，從而使“看門狗”定時器清零并重新開始計時，WDO引腳輸出高電平，MAX706的RST復(fù)位輸出引腳輸出大約200毫秒寬度的低電平脈沖，使單片機(jī)控制系統(tǒng)可靠復(fù)位，重新投入正常運(yùn)行。

2 “看門狗”電路軟件設(shè)計方法

    以往的“看門狗”電路復(fù)位指令（即“喂狗”）一般總是插入在主程序中，而且“喂狗”指令一般是脈沖式，可以連續(xù)用兩條取反指令（如CPL P1.0）。這是因?yàn)橐话闱闆r下，程序跑飛或者陷入“死循環(huán)”時，中斷功能可能不受影響，CPU仍能象正常運(yùn)行時一樣響應(yīng)和執(zhí)行中斷子程序。這時如果中斷子程序中插有“喂狗”指令，則“看門狗”定時器始終處于正常無溢出狀態(tài)，無法對已經(jīng)混亂的微機(jī)系統(tǒng)重新啟動以投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

    在主程序中適當(dāng)插入“喂狗”指令，大多數(shù)場合的單片機(jī)系統(tǒng)都能夠比較可靠地工作。但是有一種特殊情況，即中斷響應(yīng)功能已經(jīng)失效，而主程序仍然能夠正常運(yùn)行，這時“看門狗”電路對恢復(fù)單片機(jī)系統(tǒng)正常工作時無能為力的。例如：當(dāng)程序正在執(zhí)行中斷子程序時，系統(tǒng)突然受到強(qiáng)烈干擾，程序跑飛，而且PC指針剛好落在主程序的指令字節(jié)上，堆棧也不溢出，使主程序能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。這時“看門狗”的“喂狗”動作正常，而中斷再也不法響應(yīng)了。這時因?yàn)樵贛CS-51的中斷系統(tǒng)中有兩個不可尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，分別指標(biāo)兩級中斷響應(yīng)狀態(tài)。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時，首先置位相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器（該觸發(fā)器能指出CPU正在處理的中斷優(yōu)先級別），這時會屏蔽掉同級別的所有中斷申請，直到執(zhí)行RETI指令時，才由CPU硬件清零該優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，從而使以后的中斷請求能被正常地響應(yīng)[3]。如果響應(yīng)中斷后而不執(zhí)行RETI指令，那么同級別中斷申請就不會被響應(yīng)了。

    當(dāng)然，象上述這種情況是比較少見的。大多數(shù)情況下，程序跑飛后都會使PC指針越出有效程序區(qū)，造成“死機(jī)”。這時“看門狗”就起作用了。在大多數(shù)系統(tǒng)中，中斷子程序執(zhí)行的時間占總運(yùn)行時間的百分比都非常小，而在執(zhí)行中斷程序時，PC指針跑飛越過RETI指令，而主程序又能正常運(yùn)行的機(jī)會就更少。但是如果中斷子程序處理數(shù)據(jù)比較復(fù)雜或帶有一些函數(shù)運(yùn)算的功能時，則出現(xiàn)這種系統(tǒng)失常的情況就有可能發(fā)生了。以前，在筆者設(shè)計的智能流量計中就曾經(jīng)出現(xiàn)過這種現(xiàn)象：鍵盤顯示操作都正常，看起來不象“死機(jī)”，但是在設(shè)定參數(shù)時，數(shù)據(jù)位該內(nèi)爍的不閃爍，總流量不會累計上去