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MSP430单片机看门狗模式使用方法

作者:dolphin时间:2017-09-13浏览次数:1090

MSP430单片机看门狗模式使用方法
以MSP430F2274为例。其中汇编实现采用的是IAR汇编,CCE汇编实现稍作修改即可。
1. 看门狗有三种工作模式:停止模式,计时器模式,看门狗模式。
2. 其中后两种模式可以选择的时钟源有:SMCLK和ACLK。
3. 在使用后两种模式时候要注意单片机所处的状态下看门狗能否工作,如单片机处在LPM3时候只有ACLK时钟,处在LPM4下,没有时钟可以使用。
4. 看门狗模式的使用方法:当看门狗计数溢出时,程序复位。在程序中开启看门狗,在计数溢出前清空看门狗,或重置看门狗,以使其重新计数。若程序跑飞,看门狗可能没有被清空或重置,就会溢,使程序复位。
5. 在MSP430F2274中,看门狗模式下可以计时最长为1s,若需要以更长的时间复位,可采取的方法,使用其他计数器,计数满后执行((void (*)())RESET_VECTOR)();或计数满后往看门狗控制寄存器写个错误值或执行一条无效命令:如((void (*)())0x170)();0x170是外围模块的一个地址,不可能是一个函数地址,所以执行此句将使程序复位。
停止模式:关闭看门狗
C语言实现:WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD
汇编语言实现:mov.w #WDTPW+WDTHOLD,WDTCTL
计时器模式:作为一个计时器使用,计数器满产生中断时执行看门狗中断函数。
C语言实现:
主程序中:开启看门狗计时器,如:WDTCTL = WDT_MDLY_8;或WDTCTL = WDT_ADLY_250;等
看门狗中断函数为:
#pragma vector=WDT_VECTOR
__interrupt void wATchdog_timer(void)
{
//..................................
}
汇编语言实现:
开启看门狗计时器,如:
mov.w #WDTPW+WDTTMSEL+WDTCNTCL+WDTIS0 ,WDTCTL
或 mov.w #WDTPW+WDTTMSEL+WDTCNTCL+WDTSSEL+WDTIS0 ,WDTCTL等
中断向量表中的看门狗中断向量:
ORG 0FFF4h ;msp430f2274的看门狗中断地址
DW RESET ;程序开始处以REST作为标号
看门狗中断函数:
WDT_ISR
;....................
reti
看门狗模式:计数溢出时,执行复位中断函数。
C语言实现:
清看门狗:WDTCTL = WDTPW+WDTCNCTL;
设置看门狗:WDTCTL = WDT_MRST_0_5;
或WDTCTL = WDT_ARST_1000;等
汇编语言实现:
中断向量表中的复位向量:
ORG 0FFFEh ;msp430f2274的复位地址
DW RESET ;程序开始处以REST作为标号
清看门狗:mov.w #WDTPW+WDTCNCTL,WDTCTL
设置看门狗:
mov.w # WDTPW+WDTCNTCL+WDTIS1 ,WDTCTL
mov.w # WDTPW+WDTCNTCL+WDTSSEL,WDTCTL;等
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关于喂狗
喂狗,也就是在看门狗定时器溢出之前对其进行清零的操作。
网上和书里对喂狗的介绍不多,大部分都只说使用“WDTCTL = WDTPW + WDTCNTCL;”即可。一般使用起来没什么问题,但是当不使用默认的看门狗时钟源和分频系数之后,问题就来了。(以G2XXX系列,SMCLK=1M,ACLK=32K为例)直接使用“WDTCTL = WDTPW + WDTCNTCL;”喂狗之后,看门狗就被重置成复位状态,看门狗复位时间就变成了32ms,如果远小于你的喂狗时间,程序就没法正常工作了,典型表现为定时重新启动。仔细查看WDTCTL寄存器之后,就能发现问题。

要正确喂狗最好的办法就是不改变原有看门狗配置的情况下将WDTCNTCL置1。这样看来,简单的就是“WDTCTL |= WDTPW + WDTCNTCL;”,其中需要注意的是WDTPW位读出来是0x69,而需要写入的是0x5A,实际上0x69|0x5A=0x7B,这就造成了在喂狗的时候,密码错误造成单片机重启。所以正确的喂狗语句就初始化看门狗的语句。当然如果想使用通用的喂狗语句,“WDTCTL = WDTPW + WDTCNTCL + (WDTCTL 0x00FF);”应该是最正确的(其中(WDTCTL 0x00FF)是用来获取看门狗配置的)。
不过430头文件已经很清新了,喂狗一般直接加上时间(头文件里面都处理过了)。
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MSP430单片机之看门狗的作用
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。
1. 看门狗问题及相关实验
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。

实验程序清单:
#include
void main(void){
P1DIR l=0x07; //设置P1.0~P1.2为输出
for(;;){
volatile unsigned int i;
WDTCTL = WDTPW + WDTCNTCL; //复位WDT计数器
P1OUT ^= 0x07; //P1.0~P1.2相互异或
i=5000; //延时
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。
2. 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因:
① 由于看门狗的时钟不独立,计数时钟与系统为同一分频链路,因此看门狗不能在系统出现问题时有效运作。
② 由于时钟可用软件设置,启动失败时,开机时钟可能处于空档,没有时钟看门狗不能生效。
③ 有些看门狗需要用软件设置或启动,因此启动失败后,初始化程序没有激活,CPU可能跳转到随机代码,使看门狗被禁止。这样的看门狗是需要有可靠的上电复位作保证的,因此,从理论上讲,原设计存在着不合理性。基于上述分析,采用片外看门狗专用芯片TPS3823由独立的分频振荡电路提供计数脉冲。实验电路如图2所示。

上述电路中,TPS3823输出定时溢出信号给Reset端。程序段中,CPU要不断地通过I/O口输出喂狗信号,使看门狗计数器清零。在此电路中重复上述试验中K1、K2的相同动作,系统重启成功率达到100%。
结 语
未来的内置看门狗必须有独立可靠的时钟。系统上电后,看门狗即为允许状态,无需软件设置,它只能被外部硬件跳线或内部熔丝(fuse)所禁止。目前,如果要求设计可靠性较高的嵌入式系统,外置看门狗是必须考虑的。内置看门狗的另一问题是系统复位后,程序应判断是由Reset端正常上电复位,还是程序跑飞看门狗所致,由此确定现场数据是否应该保留。这也是在看门狗应用中所应考虑的。



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vaioshop · 2017-12-06 08:33:49

学习一下。

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