C51单片机看门狗电路及程序设计方案
C51单片机看门狗电路及程序设计方案
院系：信息工程学院
年级：2010级
电子一班 刘禹豪
电子一班 赵训虎
电子二班 邓启新
一、 引言
在由单片机构成的微型计算机系统中，程序的正常运行常常会因为来自外界的电磁场干扰等原因而被打断，从而造成程序的跑飞，而陷入死循环。由此导致单片机控制的系统无法继续工作，造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片或程序，俗称"看门狗"(watchdog)
（1）看门狗电路基本原理
看门狗电路的应用，使单片机可以在无人状态下实现连续工作，其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连*，该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平（或低电平），这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段 进入死循环状态时，写看门狗引脚的程序便不能被执行，这个时候，看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号，便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使单片机发生复位，即程序从程序存储器的起始位置开始执行，这样便实现了单片机的自动复位。
（2）看门狗电路一般设计方式
“看门狗”电路一般分为硬件看门狗与软件看门狗两种设计方式。
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辽宁中考时间2022年具体时间元不等.
软件看门狗技术的原理和硬件看门狗类似，只不过是用软件的方法实现（即利用单片机内部定时器资源，通过编程模拟硬件看门狗工作方式），以51系列为例：因在51单片机中有两个定时器，在利用内部定时器资源来对主程序的运行进行监控时。可以对T1（或T0）设定一定的定时时间（设定的定时值要小于主程序的运行时间），当产生定时中断的时候对一个变量进行赋值（此变量在主程序运行的开始已有一个初值）。当主程序运行至最后时对此变量的值进行判断，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。
考虑到设计要求，本设计采用软件看门狗设计思路。
二、 看门狗电路整体设计思路实践心得体会
根据设计要求，本设计利用C51单片机内部自带的定时器1进行编程，并配合少量电路实现“看门狗“电路功能。整个设计分为软件部分与硬件部分，如下：
（1） 软件部分设计原理：
软件设计分为三部分：“看门狗“定时器设置程序、溢出中断服务程序和喂狗代码。
1.1设计思路：
1）在主程序开头，“看门狗“定时器设置程序设置定时器1计时50ms。
2）当定时达50ms时，定时器1产生溢出中断，溢出中断服务程序开始工作，将看门狗标志num加1。当num的值等于100时，说明看门狗定时器已经计时5s，此时，单片机I/O端口P1.0输出高电平，对程序进行复位。
3）在此过程中，喂狗代码将被穿插于程序中循环体末尾。当循环体结束时，喂狗代码执行，关闭定时器1、清空num并重新初始化定时器设置。若循环体进入死循环，喂狗代码无法执行，num将一直累加至100，此时程序复位。
注：喂狗代码放置位置可根据num预计数值进行调整：当num门限值较小，即看门狗计数时间较短时，喂狗代码可放于程序中各循环体之后或均匀分布于整个主程序中。当num门限值较大，即看门狗计数时间较长时，喂狗代码可放于程序主循环体末尾。但是需注意看门狗计数时间必须长于正常工作时间，以免非正常复位。
1.2软件设计流程图：
START
定时器1
主程序
寄存器累加
定时器1设置
寻物启事范文开定时器1
循环
中断服务程序
喂狗代码
num+1
No
num=100？
Yes
复位
以下为三部分详细程序设计
1.3“看门狗“定时器设置程序：
“看门狗“定时器设置程序对定时器1进行设置。设定时器1为工作方式1。设M为工作方式1下，定时器最大计数值，可知M=65536。所以，设定时器1的初值为X，则初值X与机器周期I机及定时时间T的关系为：
(M-X)T机 = T        (1)
其中：T机 =12个时钟周期 =12 /fosc。所以，定时器1的初值为：
X = M－T/ T机      (2)
因此，当T1工作于方式1，定时时间为50ms，时钟频率fosc=12MHz时，可知：
X=M- T/ T机 = 65536-50000/1 =15536=3CB0H
所以，“看门狗“定时器设置程序清单（c语言）如下：
TMOD=0x10;                  //设置TMOD寄存器，定时器1设为方式1
TL1=0xB0;                    //设置定时器初值低8和谐社会作文位
TH1=0x3C;                    //设置定时器初值高8位，设置为计时50ms
ET1=1;                        //开定时器1溢出中断
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EA=1;                        //开总中断控制
TF1=0;                        //定时器1溢出中断标志清零
TR1=1;                        //开定时器1
1.4溢出中断服务程序：
溢出中断服务程序为定时器1溢出中断服务程序，每执行一次，num加1，并判断num是否达到100，即计时5s。若已达到5s，I/O口P1.0输出复位信号。
溢出中断服务程序清单（c语言）如下：
void int_T1() interrupt 3 using 3        //定时器1溢出中断服务程序
{
num++;                    //每溢出一次标志加1
if (num==100)              //当标志等于100时，即计时5s
{
    P1=~(0x01);                //P1.0输出1
    }
}
1.5喂狗代码：
喂狗代码主要功能为暂时关定时器1，定时器1寄存器清零，看门狗标志经典三圾片有哪些num清零和重新开启定时器1.
喂狗代码程序清单（c语言）如下：
TR1=0;                      //喂狗代码，关定时器1

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