一種新的單片機“看門狗”電路軟件設計方法

當然，象上述這種情況是比較少見的。大多數情況下，程序跑飛后都會使PC指針越出有效程序區，造成“死機”。這時“看門狗”就起作用了。在大多數系統中，中斷子程序執行的時間占總運行時間的百分比都非常小，而在執行中斷程序時，PC指針跑飛越過RETI指令，而主程序又能正常運行的機會就更少。但是如果中斷子程序處理數據比較復雜或帶有一些函數運算的功能時，則出現這種系統失常的情況就有可能發生了。以前，在筆者設計的智能流量計中就曾經出現過這種現象：鍵盤顯示操作都正常，看起來不象“死機”，但是在設定參數時，數據位該內爍的不閃爍，總流量不會累計上去，顯然是T0定時中斷系統失效，而主程序仍然在運行，因為“喂狗”指令插在主程序中。那么，針對這種情形，有沒有徹底解決的方法呢？“喂狗”指令直接插在中斷子程序中是不合適的，而單獨插在主程序中又顯然是不夠的。筆者通過仔細推敲后，將“喂狗”指令分解開來，取反指令變成置位和清零兩種指令（即SETB P1.0和CLR P1.0），將置位指令插在主程序中，而將清零指令插在T0中斷子程序中，這樣將兩者聯系起來，缺一不可，無論主程序運行失效，還是T0中斷請求失效，都不能完成完整的“喂狗”指令，造成“看門狗”動作，從而確保了系統安全可靠地工作。
具體做法如下：
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH
LJMP INTT0
……
ORG 0030H
START：MOV SP，#30H
……
MAIN：NOP
NOP
SETB P1.0
NOP
NOP
SETB EA
NOP
SETB ET0
……
LJMP MAIN
……
INTT0：NOP
NOP
CLR P1.0
NOP
NOP
……
RETI

這樣，在整個用戶程序中只唯一的一對指令（SETB P1.0及CLR P1.0）能使“看門狗”定時器復位。也就是說不會有任何“非法”的指令能使“看門狗”定時器誤復位，致使系統已經“死機”而“看門狗”失效。當然，對對沒有中斷的用戶系統，只需將清零指令（CLR P1.0）也插在主程序中就可以了；對于有多種中斷的用戶系統，如果沒有中斷嵌套，則清零指令（CLR P1.0）可以插在任一個中斷子程序中，而在主程序中適當加入一些有關中斷的冗余指令（如SETB ET0等），以免因有關中斷的特殊功能寄存器數據受到干擾時導致中斷功能失效；對于有二級中斷嵌套的用戶系統，清零指令（CLR P1.0）可以插在中斷種數比較多的那一級中的任一個中斷子程序中，插有“喂狗”指令的那一級中斷系統將會受到“看門狗”的保護，而另一級中斷系統如果失效，“看門狗”是“無動于衷”的，這時只能盡量減少這種中斷子程序的執行時間以減少受到干擾的可能性。如果二級中斷嵌套系統者受到“看門狗”的保護，就必需設計一個非常復雜的“看門狗”電路，其“喂狗”指令要由三部分來保證各個部分都能正常工作，需要說明的是，如果主程序運行一次的時間（包括可能被中斷的時間）超過1.6秒，則要適當再插入一條SETB P1.0指令，而T0中斷時間間隔是不能超過1.6秒的。