MSP430單片機看門狗面面觀

實驗程序清單：

#include

void main(void){

P1DIR l=0x07; //設置P1.0～P1.2為輸出

for(;;){

volatile unsigned int i;

WDTCTL = WDTPW + WDTCNTCL; //復位WDT計數器

P1OUT ^= 0x07; //P1.0～P1.2相互異或

i=5000; //延時

do(i--);

while(i != 0);

}

}

上述實驗啟動后，如果程序正常運行，LED會閃爍。缺省時，MSP430的看門狗是允許狀態，所運行的程序會不斷地訪問看門狗。理論上，這個系統是不會發生啟動失敗的，因為即使啟動失敗，看門狗也應該在數百毫秒內啟動，復位整個系統。基于這種思想，對單片機的復位進行測試。K2斷開，用K1連續產生。Reset信號，測試看門狗使系統重啟的成功率。K2閉合，則reset端高電平，理論上K1不能有效產生復位脈沖，觀察看門狗是否起作用。

2. 實驗結果與分析

實驗結果如下：K2斷開，連續開關K1，上電重啟系統，平均155次失敗1次(LED不閃)，即看門狗失效概率0.6%;K2閉合，連續開關K1，平均18次失敗1次(LED不閃)，且一旦失敗，將連續失敗下去，看門狗無效率占到了約5.5%。

另外，當采用同樣具有內置看門狗的其他系列單片機替代實驗中的MSP430，啟動程序段作相應修改時，實驗結果仍大致相同，這說明具有內置看門狗的單片機面臨的問題是相同的。經分析可能有如下原因：

① 由于看門狗的時鐘不獨立，計數時鐘與系統為同一分頻鏈路，因此看門狗不能在系統出現問題時有效運作。

② 由于時鐘可用軟件設置，啟動失敗時，開機時鐘可能處于空檔，沒有時鐘看門狗不能生效。

③ 有些看門狗需要用軟件設置或啟動，因此啟動失敗后,初始化程序沒有激活，CPU可能跳轉到隨機代碼，使看門狗被禁止。這樣的看門狗是需要有可靠的上電復位作保證的，因此，從理論上講，原設計存在著不合理性。基于上述分析，采用片外看門狗專用芯片TPS3823由獨立的分頻振蕩電路提供計數脈沖。實驗電路如圖2所示。

上述電路中，TPS3823輸出定時溢出信號給Reset端。程序段中，CPU要不斷地通過I/O口輸出喂狗信號，使看門狗計數器清零。在此電路中重復上述試驗中K1、K2的相同動作，系統重啟成功率達到100%。

結 語

未來的內置看門狗必須有獨立可靠的時鐘。系統上電后，看門狗即為允許狀態，無需軟件設置，它只能被外部硬件跳線或內部熔絲(fuse)所禁止。目前，如果要求設計可靠性較高的嵌入式系統，外置看門狗是必須考慮的。內置看門狗的另一問題是系統復位后，程序應判斷是由Reset端正常上電復位，還是程序跑飛看門狗所致，由此確定現場數據是否應該保留。這也是在看門狗應用中所應考慮的。