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单片机看门狗电路的作用，看门狗系统设计技巧及其抗干扰措施

在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外

界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控

制的系统无法继续工作，会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，俗称看门狗（watchdog）

其作用是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。

单片机看门狗电路的作用看门狗的作用：看门狗定时器是一个计数器，基本功能是在发

生软件问题和程序跑飞后使系统重新启动。看门狗计数器正常工作时自动计数，程序流程

定期将其复位清零，如果系统在某处卡死或跑飞，该定时器将溢出，并将进入中断。在定

时器中断中执行一些复位操作，使系统恢复正常的工作状态，即在程序没有正常运行期间，

如期复位看门狗以保证所选择

的定时溢出归零，使处理器重新启动。软件的可靠性一直是一个关键问题。任何使用软件

的人都可能会经历计算机死机或程序跑飞的问题，这种情况在嵌入式系统中也同样存在。

由于单片机的抗干扰能力有限，在工业现场的仪器仪表中，常会由于电压不稳、电弧干扰

等造成死机。在水表、电表等无人看守的情况下，也会因系统遭受干扰而无法重启。为了

保证系统在干扰后能自动恢复正常，看门狗定时器（WatchdogTImer）的利用是很有价值

的。

现今市面上流行的一些单片机，多嵌有内部WDT，如TI的MSP430系列，Philips的P87XXX

和P89XXX系列，Microchip的PIC列，Atmel的AT89SXX系列和Holtek公司的Htxxx

系列。但是这些内部看门狗在工作时，多存在一定的误差。一些工程师在设计的过程中，

由于忽略了这一点，导致系统出现异常。MSP430系列单片机是美国德州仪器公司（TI）

近几年开发的新一代单片机，该系列是一款16位、具有精简指令集、超低功耗的全新概

念混合型单片机。在众多单片机系列中，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便

灵活的开发手段，已成为一颗耀眼的新星。其内部自带看门狗及复位电路，理论上如果程

序跑飞，可用看门狗将其复位。但在实际使用过程中，发现看门狗的作用并非万无一失，

以下实验证明了这一点。实验电路如图1所示。

试验程序清单：

#include《msp430x12.h》

voidmain（void）{

p1dirl=0x0f;//设置p1.2-.p1.0为输出

for（;;）{

volaTIleunsignedinti;

wdtctl=wdtpw+wdtcncl;

//复位wdt

piout==0x0t;

i=5000;

do（i--）

while（i！=0）;

}}

上述实验启动后，如果程序正常运行，LED会闪烁。缺省时，MSP430的看门狗是允许状

态，所运行的程序会不断地访问看门狗。理论上，这个系统是不会发生启动失败的，因为

即使启动失败，看门狗也应该在数百毫秒内启动，复位整个系统。基于这种思想，对单片

机的复位进行测试。K2断开，用K1连续产生。Reset信号，测试看门狗使系统重启的成

功率。K2闭合，则reset端高电平，理论上K1不能有效产生复位脉冲，观察看门狗是否

起作用。

实验结果与分析

实验结果如下：K2断开，连续开关K1，上电重启系统，平均155次失败1次（LED不闪），

即看门狗失效概率0．6%；K2闭合，连续开关K1，平均18次失败1次（LED不闪），且

一旦失败，将连续失败下去，看门狗无效率占到了约5．5%。另外，当采用同样具有内置

看门狗的其他系列单片机替代实验中的MSP430，启动程序段作相应修改时，实验结果仍

大致相同，这说明具有内置看门狗的单片机面临的问题是相同的。经分析可能有如下原