基础电子中的看门狗工作原理

由看门狗WDT引发系统复位的电路结构等效图如图所示。从该图中可以看出，只有当状态信号SLEEP＝1，即单片机处于非睡眠状态时，看门狗超时溢出才会引发单片机的复位操作。而在单片机处于睡眠状态，即状态信号SLEEP＝0时，看门狗超时溢出会唤醒单片机。 　　图  看门狗复位电路结构等效电路 　　看门狗就是一个用独立时钟源提供的脉冲进行累加计数的计数器，无需任何外部元件。独立的RC时钟信号源是指RC振荡器与OSC1（ULKIIN）引脚的外接RC振荡器，OSC1和OSC2外接晶体振荡器／陶瓷谐振器构成的单片机系统时钟是分离的。这就意味着，即使单片机进入系统时钟停振的睡眠状态，监视定时器WDT仍然 在电子技术领域，看门狗（Watchdog Timer，简称WDT）是一种重要的系统稳定性保障机制，主要用于预防微控制器（MCU）程序的异常挂起或死循环。看门狗的工作原理是通过一个独立的定时器来监控系统的正常运行，确保程序在预定时间内执行必要的操作，否则将触发复位或者唤醒功能。 看门狗WDT的基本结构是一个计数器，它使用独立的时钟源提供脉冲进行累加计数。这个时钟源通常是独立于单片机系统时钟的，比如RC振荡器连接到OSC1（ULKIIN）引脚，或者是外接的晶体振荡器或陶瓷谐振器。这样设计的好处是，即使单片机进入低功耗的睡眠模式，系统时钟停止，看门狗仍然可以正常运行，因为它有自己的独立时钟。 在实际应用中，看门狗的工作状态受到状态信号SLEEP的控制。当SLEEP为1，即单片机处于非睡眠状态时，如果看门狗计数达到预设的最大值，会触发系统复位，这是为了避免程序的异常状态持续下去。相反，如果SLEEP为0，即单片机处于睡眠状态，看门狗溢出则会唤醒单片机，恢复正常的运行状态。 看门狗的超时溢出会使得状态寄存器STATUS中的T0位被清零，作为程序检测到溢出事件的标志。启用或禁用看门狗通常通过特定的寄存器位，如WDTE，设置为0可永久禁用，设置为1则永久启用。一旦启用，程序中就无法再关闭看门狗，必须定期清零计数器以防止复位。 为了防止看门狗定时器超时，用户程序需要在特定的周期内执行“喂狗”操作，即清零计数器。超时周期的长短取决于独立RC振荡源的频率和计时器宽度，同时也可能受到电源电压、环境温度和制造工艺等因素的影响。此外，通过分频器和其分频比，可以在一定程度上调整看门狗的超时周期。分频器的使用与否可通过选项寄存器OPTION REG的PSA位进行设定。 看门狗在嵌入式系统中的作用至关重要，它可以提高系统的可靠性和稳定性，防止由于软件错误或硬件问题导致的系统瘫痪。在设计和调试嵌入式系统时，理解并正确使用看门狗机制是非常关键的一步。在实际应用中，应根据系统需求合理设置看门狗的超时时间和喂狗间隔，以实现最佳的保护效果。