单片机看门狗是什么单片机的看门狗是如何工作的？|设计与开发|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机的看门狗是如何工作的？

单片机的程序在运行过程中，为了增加系统的可靠性，防止芯片受到外界干扰而程序跑飞等系统异常，我们引入看门狗功能，Watch Dog Timer，简称为WDT。如图1.

图1 看门狗监控单片机的程序

它本质上是一个递增定时器，它的工作原理很简单，当程序开始运行时，看门狗定时器的值从零开始向上递增，当到达预设值时，就会强制单片机复位，使系统程序从头开始运行。如图2.

图2 看门狗本质上是一个定时器

那么我们如何使用它呢？我们的代码中，当看门狗定时器的值即将溢出时将其清零，使它重新从零开始计数，那么只要程序正常运行，看门狗就不会强制单片机复位。这样就实现了看门狗对程序的监控功能。如图3.

图3 清零看懵定时器

上述方法实现的是软件看门狗功能，当然，我们也可以搭建硬件看门狗电路，同样实现超时强制单片机复位的功能。他的思路就是不断的给一个电容充电，在电容从满电状态放电至阈值电压前再次充电，就能保证电路不输出复位信号。从而实现硬件看门狗功能。如图4.

图4 不断给电容充电

图5为电路原理图，它由两个与非门外加阻容器件串联而成。

图5 硬件看门狗电路

当我们给第1引脚一个低电平，也就是喂狗的时候，A与非门输出高电平，此时电容C两端开始充电。同时，与非门B的两个输入端电平为高，那么输出端第4引脚就为低电平，不产生复位动作。如图6.

图6 不产生复位信号

喂狗操作完毕之后，第1引脚为高电平，那么，A与非门输出低电平，此时电容C开始放电，当电容C的电量低于阈值时，第五，六引脚电平为低，则第4引脚输出高电平，产生复位。如图7。图8为产生复位时的时序图。

图7 产生复位信号

图8 复位时序

我们需要操作的是在电容C放电至阈值的时间段内给第1引脚一个低电平，也就是喂狗操作，保证第4引脚持续输出低电平，这样就实现了看门狗对电路的监控功能。如图9.

图9 正常情况下不产生复位的时序图

什么是看门狗？看门狗工作原理、应用和设计思路

看门狗,又叫 watchdog timer,是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗,一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一端时间输出一个信号到喂狗端,给 WDT 清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就回给出一个复位信号到MCU,是MCU复位. 防止MCU死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。

此狗非彼狗

工作原理： 在系统运行以后也就启动了看门狗的计数器，看门狗就开始自动计数，如果到了一定的时间还不去清看门狗，那么看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断，造成系统复位。所以在使用有看门狗的芯片时要注意清看门狗。

硬件看门狗 是利用了一个定时器，来监控主程序的运行，也就是说在主程序的运行过程中，我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环，或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,价格4~10元不等.

软件看门狗技术 的原理和这差不多，只不过是用软件的方法实现，我们还是以51系列来讲，我们知道在51单片机中有两个定时器，我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间，当产生定时中断的时候对一个变量进行赋值，而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值，在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间，这样在主程序的尾部对变量的值进行判断，如果值发生了预期的变化，就说明T0中断正常，如果没有发生变化则使程序复位。对于T1我们用来监控主程序的运行，我们给T1设定一定的定时时间，在主程序中对其进行复位，如果不能在一定的时间里对其进行复位，T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间，给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环，T0监视T1，T1监视主程序，主程序又来监视T0，从而保证系统的稳定运行。

51 系列有专门的看门狗定时器,对系统频率进行分频计数,定时器溢出时,将引起复位.看门狗可设定溢出率,也可单独用来作为定时器使用.

凌阳61的看门狗比较单一，一个是时间单一，第二是功能在实际的使用中只需在循环当中加入清狗的指令就OK了。

C8051Fxxx单片机内部也有一个21位的使用系统时钟的定时器，该定时器检测对其控制寄存器的两次特定写操作的时间间隔。如果这个时间间隔超过了编程的极限值，将产生一个WDT复位。

看门狗使用注意： 大多数51 系列单片机都有看门狗,当看门狗没有被定时清零时,将引起复位。这可防止程序跑飞。设计者必须清楚看门狗的溢出时间以决定在合适的时候，清看门狗。清看门狗也不能太过频繁否则会造成资源浪费。程序正常运行时，软件每隔一定的时间(小于定时器的溢出周期)给定时器置数，即可预防溢出中断而引起的误复位。

看门狗运用： 看门狗是恢复系统的正常运行及有效的监视管理器（具有锁定光驱，锁定任何指定程序的作用，可用在家庭中防止小孩无节制地玩游戏、上网、看录像）等具有很好的应用价值.

系统软件"看门狗"的设计思路：

1.看门狗定时器T0的设置。在初始化程序块中设置T0的工作方式，并开启中断和计数功能。系统Fosc=12 MHz，T0为16位计数器，最大计数值为(2的10次方)-1=65 535，T0输入计数频率是．Fosc/12，溢出周期为(65 535+1)／1=65 536(μs)。

2.计算主控程序循环一次的耗时。考虑系统各功能模块及其循环次数，本系统主控制程序的运行时间约为16．6 ms。系统设置"看门狗"定时器T0定时30 ms(T0的初值为65 536-30 000=35 536)。主控程序的每次循环都将刷新T0的初值。如程序进入"死循环"而T0的初值在30 ms内未被刷新，这时"看门狗"定时器T0将溢出并申请中断。

3.设计T0溢出所对应的中断服务程序。此子程序只须一条指令，即在T0对应的中断向量地址(000BH)写入"无条件转移"命令，把计算机拖回整个程序的第一行，对单片机重新进行初始化并获得正确的执行顺序。