Watchdog在8XC552系列单片机系统中应用

1 引言
　　
philips公司的8xc552单片机以其体积小、功能强、价格低等优势而广泛地使用在工业控制、dcs控制和智能仪器等领域。笔者在智能配电监测仪的研制过程中，虽然采取了相应的抗干扰措施，但由于工业现场环境中电磁场、电网尖峰、谐波、浪涌及雷电辐射等影响，仍有可能出现程序死循环、跑飞等失控现象。为此，笔者采用watchdog技术保证了系统的正常运行，通常watchdog技术在单片机应用系统中可分为软件watchdog和硬件watchdog。philips公司的8xc552、intel的8098、motorala的68c05以及microchip的16c5x系列单片机本身已带有软件watchdog功能，因此，只要硬件接法正确，在软件设计中调用相应语句进行启动即可。2 硬件组成原理2．1系统工作原理图1所示是87c522单片机用于智能型配电仪的连接电路，本智能配电仪中的87c552为主控芯片，该芯片除具有三个16位定时器t0、t1及t2外，还有一个专作监视8位定时器、简称wdt（watchdogtimer）的t3定时器。因为微控制器有时会受噪音、射频干扰等环境因素的影响而导入错误的运行状态。监视定时器的功能就是在某特定的时限内使微控制器复位，从而将其从错误的状态中恢复过来以重新开始正常运行。当t3用作watchdog定时器并由软件启动计时后，如果系统已达到所设定的预定时间而仍没有重新启动定时器，此时就会产生溢出信号并停止计时，表明系统出现异常。cpu可以对定时器重新启动、清零、设定计时值等操作。系统正常运行时，cpu将周期性地重新启动定时器，当然其启动周期应小于定时器的设定值，以保证定时器始终不能产生溢出信号。而当系统运行不正常时，由于cpu不能周期性地启动定时器，因而定时器将产生溢出信号，以强迫cpu恢复系统的正常运行。2．2 watchdog的内部结构原理
　　
监视定时器的结构原理如图2所示。它的核心为一8位定时器，其前级是一个11位定标器。后者的输入信号为fosc／12，即定标器对机器周期进行递增计数。这样，每过2个机器周期，定时器t3的值便增加1000次。若用16mhz或24mhz晶体振荡器，则监视定时器的增值间隔将分别为1．536ms和1．024ms；其相应的最大溢出周期分别为393．216ms和262．144ms。 当监视定时器溢出时，系统将产生一个内部复位脉冲以使8xc552复位。由图2可以看出，t3溢出时，rst引脚内侧的晶体管因栅极出现一个负脉冲而瞬时导通，从而在rst引脚上输出一个复位正脉冲，其宽度为3个机器周期。如果rst引脚外接电容，则这么窄的输出脉冲可能遭到破坏，因为电容不允许rst引脚电压产生突变，但这不会影响到内部复位操作。如果将8xc552的引脚接至低电平，则输入信号至定标器的通路将畅通无阻，于是监视定时器便正常运作。但若将引脚接高电平，输入信号则会因与门被封锁而不能通过，这时监视定时器处于关闭状态。应当指出，一旦t3被开启，则无法用软件使之关闭；同时如果t3被禁止，也无法用软件启动。
　　
如果=0，那么pcon寄存器的pd位便不可写入，其初值为0，无法置l，即不可进入掉电方式。故监视定时器和掉电方式两者不可兼得。 3 调试中的常见问题及其解决方法
　　
在对系统进行调试时，有可能出现闪屏、无法显示以及显示杂乱等现象，现将这些问题的解决方法介绍如下： （1）lcd出现闪屏，无法翻屏显示现象
　　
笔者在用仿真器运行编程时，lcd能够翻屏并不断显示采集来的三相用电参数，但离开仿真器处于脱机运行状态时，lcd只能显示第一屏数据。经查仿真器的引脚接高电平，而脱机时脚悬空，从而引起了脚的状态不固定，并不断产生内部复位信号使单片机复位而出现了上述现象。后来把脚接低电平，仍然出现上述现象。而把脚接高电平后（即禁用watchdog功能），则lcd显示正常。因