淺談STC單片機看門狗的作用和使用成都控制器開發

有的控制器的運行環境是很復雜的，比如可能突然來個電壓，突然來個浪涌，周圍存在的強電磁場也可能交替對控制器造成沖擊，也有可能外部器件出現錯誤很久不響應，這樣就有可能讓單片機的程序跑飛，或者進入死循環出不來，那這就完蛋了。怎么辦呢？

一個簡單的辦法就是使用單片機內部的看門狗。現實中的看門狗的話，你要是不定時喂狗，它就咬你，單片機里的看門狗的話，你要是不定時給看門狗計時器清零或者寫入特定數據，它就讓單片機復位。

看門狗，又叫 watchdog，從本質上來說就是一個定時器電路，一般有一個輸入和一個輸出，其中輸入叫做喂狗，輸出一般連接到另外一個部分的復位端，一般是連接到單片機。看門狗的功能是定期的查看芯片內部的情況，一旦發生錯誤就向芯片發出重啟信號。看門狗命令在程序的中斷中擁有最高的優先級。這是個很有用的功能，可以監測程序是否按照預訂的順序或者周期循環在運行，一旦出現異常就復位，可以防止單片機出現異常跑飛和死機等情況。

1.看門狗有什么作用

用于防止程序跑飛，或者防止因為意外使程序進入死循環等。

2.看門狗怎么工作

當單片機看門狗運行時，假如在規定的溢出時間內給看門狗清零或者寫入特殊指令（喂狗），那么程序正常按預設的邏輯和順序運行，假如沒有在規定時間給看門狗清零，那么單片機復位，程序從頭開始運行。

3.怎么使用看門狗

以STC15單片機為例:

STC15單片機看門狗的使用重點就是操作看門狗寄存器WDT_CONTR。

l 看門狗的寄存器WDT_CONTR

寄存器WDT_CONTR是個8位的寄存器，各位的功能如下：

    在使用看門狗時，EN_WDT、CLR_WDT、IDLE_WDT、PS2-PS0這幾個二進制位是比較重要的，其中EN_WDT用于看門狗的啟停控制，CLR_WDT用于看門狗計時器清零，IDLE_WDT用于設置單片機“空閑模式”時看門狗是否工作，PS2-PS0用于設置看門狗的溢出時間。

l 怎么計算看門狗的溢出時間

看門狗的溢出時間是個重要參數，因為你要在程序里小于這個時間喂狗，才不會導致單片機復位。

看門狗的溢出時間與系統晶振和分頻系數有關系，部分晶振和分頻值對應的溢出時間如下：

STC15單片機看門狗的使用步驟：

（1）根據程序循環周期、晶振，配置看門狗的分頻系數（即設置WDT_CONTR的低3位B2、B1、B0），以確定看門狗的溢出時間（溢出時間見圖 2），一般喂狗時間要遠小于溢出時間最好。

（2）設置單片機在空閑模式時看門狗是否計數（即設置WDT_CONTR的B3位），這位0或者1其實沒什么影響，畢竟在空閑模式很多功能都停了，看門狗再繼續工作意義也不是很大。

（3）啟動單片機的看門狗（即設置WDT_CONTR的B5位為1）。

（4）在程序里定時將單片機的看門狗計數值清零（喂狗）。假如超出溢出時間程序里沒進行喂狗的話單片機將復位。

以上設置步驟，可用位運算指令對WDT_CONTR的某些位進行操作。

看門狗配置（第1-3步）也可以在STC下載軟件里進行:

一個參考程序：

#include "STC15F2K60S2.h" //載入STC15單片機頭文件

void main()//主程序

{

WDT_CONTR=0x36; //看門狗設置：0x36->二進制為0011 0110，表示打開看門狗，看門狗計時器清零，空閑模式不計數，分頻系數128（在11.0592mhz下溢出時間約4.55s）

while(1)//循環程序

       {

       WDT_CONTR|=0x10;// 在主循環里喂狗（看門狗計時器清零），注意循環喂狗的周期不能超出看門狗溢出時間，否則復位

       }

}

來解釋一下以上程序的重點，程序中 “WDT_CONTR=0x36”的說明如下表：

程序中“WDT_CONTR|=0x10”表示對WDT_CONTR 的B4位與“1”或運算，即B4置1，表示看門狗計時器清零（喂狗），說明如下表：

“/”表示保持原來不變。

注意:

喂狗的方式有很多，可以主循環里喂狗，定時器里喂狗等，一般建議主循環里喂狗。要想看門狗正常工作，要正確估算程序運行時間，保證喂狗周期一般要遠小于看門狗溢出時間，而且還得滿足系統工作使用狀況的要求。實在不行可以程序段里多處喂狗。

不同的單片機喂狗方式不一樣，有的可能不是給看門狗定時器清零，有的是往指定寄存器寫特殊數據，這需按其手冊操作。

4.什么情況適合使用看門狗

（1）在現場環境干擾較大，容易導致單片機死機時；

（2）程序里使用了較多while, do……until等指令時等情況。

簡單說，就是在單片機復位的情況下也對系統沒什么影響的情況時，適合使用單片機看門狗。

5.什么情況使用看門狗要慎重

（1）重要的計時或計數情況。此時不太建議用看門狗，因為復位了，數據清零了，就沒用了；

（2）使用了較多全局狀態變量的時刻，如果復位會導致這些變量丟失會導致運行錯誤，則不建議隨意使用看門狗。比如是一個加工工藝，需要一步一步按照流程來操作，此時就不能使用看門狗，因為一旦復位會導致工藝步驟丟失，會產生錯誤。

（3）其他不能隨意復位的情況。

以上就是STC15單片機看門狗的使用要點，總之看門狗很有用，但是不能亂用，用好了可以增強系統的抗干擾能力，不至于導致系統失效，亂用的話，就嘿嘿了。