看門狗電路圖,看門狗電路原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-08-30
看門狗型復(fù)位電路是一種常見的復(fù)位電路類型，用于監(jiān)控和恢復(fù)嵌入式系統(tǒng)的異常狀態(tài)。看門狗電路的作用是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或停機(jī)時(shí)，能夠自動(dòng)檢測并觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位操作，使系統(tǒng)恢復(fù)到可控的初始狀態(tài)。它通過定期喂狗信號來確認(rèn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，如果系統(tǒng)未能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正常喂狗，看門狗電路將產(chǎn)生復(fù)位信號，將系統(tǒng)重新啟動(dòng)。
看門狗型復(fù)位電路
看門狗型復(fù)位電路主要利用CPU正常工作時(shí)，定時(shí)復(fù)位計(jì)數(shù)器，使得計(jì)數(shù)器的值不超過某一值；當(dāng)CPU不能正常工作時(shí)，由于計(jì)數(shù)器不能被復(fù)位，因此其計(jì)數(shù)會(huì)超過某一值，從而產(chǎn)生復(fù)位脈沖，使得CPU恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
典型應(yīng)用的Watchdog復(fù)位電路如圖所示。此復(fù)位電路的可靠性主要取決于軟件設(shè)計(jì)，即將定時(shí)向復(fù)位電路發(fā)出脈沖的程序放在何處。
一般設(shè)計(jì)，將此段程序放在定時(shí)器中斷服務(wù)子程序中。然而，有時(shí)這種設(shè)計(jì)仍然會(huì)引起程序走飛或工作不正常。原因主要是：當(dāng)程序“走飛”發(fā)生時(shí)定時(shí)器初始化以及開中斷之后的話，這種“走飛”情況就有可能不能由Watchdog復(fù)位電路校正回來。因?yàn)槎〞r(shí)器中斷一真在產(chǎn)生，即使程序不正常，Watchdog也能被正常復(fù)位。為此提出定時(shí)器加預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)方法。即在初始化時(shí)壓入堆棧一個(gè)地址，在此地址內(nèi)執(zhí)行的是一條關(guān)中斷和一條死循環(huán)語句。
在所有不被程序代碼占用的地址盡可能地用子程序返回指令RET代替。這樣，當(dāng)程序走飛后，其進(jìn)入陷阱的可能性將大大增加。而一旦進(jìn)入陷阱，定時(shí)器停止工作并且關(guān)閉中斷，從而使Watchdog復(fù)位電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖將CPU復(fù)位。當(dāng)然這種技術(shù)用于實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的控制或處理軟件中有一定的困難。
看門狗復(fù)位既可以是硬件復(fù)位，也可以是軟件復(fù)位，具體取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
硬件復(fù)位：在硬件上實(shí)現(xiàn)看門狗復(fù)位意味著看門狗電路在硬件層面上監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)并觸發(fā)復(fù)位操作。當(dāng)看門狗定時(shí)器檢測到系統(tǒng)未能及時(shí)喂狗或發(fā)現(xiàn)其他異常情況時(shí)，它會(huì)生成一個(gè)復(fù)位信號，將系統(tǒng)重新啟動(dòng)。硬件復(fù)位通常是由一個(gè)特定的電路（如看門狗定時(shí)器）直接控制復(fù)位引腳，從而重置整個(gè)系統(tǒng)。
軟件復(fù)位：軟件復(fù)位是通過系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)的復(fù)位操作。當(dāng)系統(tǒng)檢測到需要復(fù)位時(shí)，它會(huì)在軟件層面上執(zhí)行相應(yīng)的復(fù)位程序或代碼，進(jìn)行系統(tǒng)的重新初始化和重啟。
看門狗電路設(shè)計(jì)
如圖所示，信號“WATCHDOG_KICK”為“喂狗”信號；RESET為復(fù)位信號，一般在整套電氣系統(tǒng)里與單片機(jī)的reset引腳相連；U1，U2，U3，U4為邏輯反相器；Q1、Q2、Q3為N型MOSFET；VCC一般為5v電壓。
注意事項(xiàng)
1、系統(tǒng)電壓
選擇看門狗依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的電壓軌，也就是說，根據(jù)MCU或DSP的驅(qū)動(dòng)電壓來選擇電壓監(jiān)控器。
2、看門狗輸入端(WDI)
一旦MCU無法正常工作時(shí)，而且其片內(nèi)看門狗功能也無法復(fù)位，軟件進(jìn)入死循環(huán)。這時(shí)，具有集成看門狗功能的監(jiān)控器可觸發(fā)復(fù)位，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
3、手動(dòng)復(fù)位(MR)功能
借助該功能，可對電路進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，或者通過應(yīng)用中的另一個(gè)器件來主動(dòng)控制監(jiān)控器電路。
4、有效高電平輸出
如果處理器需要采用有效高電平復(fù)位輸入，無需增加額外的器件就可實(shí)現(xiàn)。
5、電源故障輸入/輸出(PFI/PFO)
利用該比較器能夠提供更大的靈活性，例如用來實(shí)現(xiàn)電池電量的長時(shí)間監(jiān)測和電壓跌落預(yù)警。
6、延遲時(shí)間
一定的延遲時(shí)間使得電壓和電路中的其它器件能夠在正常操作重新開始之前先穩(wěn)定先來，降低電壓波動(dòng)，提高系統(tǒng)的可靠性。
7、通道數(shù)
一般而言，系統(tǒng)中所需的監(jiān)控器功能的數(shù)量取決于處理器及外圍器件的電壓。例如，獨(dú)立電壓的處理器有可能需要對兩個(gè)電源軌進(jìn)行監(jiān)控，與此同時(shí)，系統(tǒng)中的存儲器可能也需要進(jìn)行監(jiān)控并工作在第三個(gè)(不同的)電壓軌上。
8、芯片啟動(dòng)選通作用
一旦電源電壓處于欠壓狀態(tài)時(shí)，看門狗電路的芯片啟動(dòng)選通功能能夠防止錯(cuò)誤數(shù)據(jù)使CMOSRAM發(fā)生劣化。
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