STC89C5X单片机“看门狗”原理详解

　　很多人初次接触不太理解怎么用，书上也讲的含含糊糊，故意说的很复杂很玄妙（可能是现在写书人的通病，生怕写的简单的别人觉得他没水平）。其实要是说明白点：“看门狗”就是一个计数器，由于位数有限计数器能够装的数值是有限的(比如8位的最多装256个数、16位的最多装65536个数)，从开启“看门狗”那刻起，它就开始不停的数机器周期，数一个机器周期就计数器加１，加到计数器盛不下了（术语叫溢出）就就产生一个复位信号，重启系统。

　　注解：这里顺便说一下，一般教材上叫“看门狗定时器”，其实定时器原理还是计数器，只是计的是时钟周期，所以我为了初学者好理解叫统一叫“计数器”，这里阐明一下。

　　明白了上面的原理，我们在设计程序时，先根据看门狗计数器的位数和系统的时钟周期算一下计满数需要的时间，就是说在这个时间内“看门狗”计数器是不会装满的，然后在这个时间内告诉它重新开始计数，就是把计数器清零，这个过程叫“喂狗”，这样隔一段时间喂一次狗，只要程序正常运行他就永远计不满，一旦出现死循环之类的故障，没有及时来清零计数器，就会导致装满了溢出，他就重启系统，这就是看门狗的看门原理，其实想想傻傻的、笨笨的。

　　举个例子说：8051 单片机选用12MHz晶振，一个时钟周期为1us，如果“看门狗计数器”是16位的，最大计数65536个，那么从0开始计到65535需要约65ms，所以我们可以在程序的50ms左右清零一次计数器（“喂狗”），让他重新从0开始计，再过50ms，再清，……，这样下去只要程序正常运行，计数器永远不会计满，也就永远不会被“看门狗”复位。当然这个喂狗的时间是大家自己选的，只要不超过65ms，你选多少都可以，一般不要喂得太勤，这样单片机运行时间浪费了，比如你1ms喂一次就太勤了，也不要说那我65ms喂一次，这样太边缘，这样抗干扰能力就下降了，最好是留一定的余量，这个就是设计者自己掌握了，我一般是让计到90%左右就清一次。

　　每种单片机的“看门狗”实现方法不尽相同，但是原理都一样，而且“看门狗”都是启动了之后就不能被关闭，只能系统复位（重新断电在上电）才能关闭。设置“看门狗”的一般步骤如下：
　　1. 设置“看门狗”相关寄存器， 启动“看门狗”；
　　2.  隔一段时间清零一次，“喂狗”；
　　3. 如果程序正常，一直运行；如果程序出错，没有按时“喂狗”，“看门狗”就在溢出的时候复位系统。

值得提一下：

　　由于现在AT89S52应用比较广泛，所以我先说说ATMEL的看门狗；再说说本次试验用的STC89C52RC的看门狗；注意两个不一样！！！

　　AT89S52单片机看门狗定时器是14位的，最大计数214=16384个数，每计16384个时钟周期就溢出一次。也就是说如果使用12M晶振的话，至少应该在16.384ms内喂一次狗。

　　STC89C5X系列单片机由于采用了“预分频技术”，它的溢出时间是=(N*Prescale*32768)/晶振频率（不要问我为什么，他们就是这么设计的，我们就这么用就行）。

• 其中N是单片机的时钟周期，STC89C5X系列单片机提供6时钟周期和12时钟周期两种时钟周期，可以在烧写程序时修改；
• Prescale是预分频数，通过设置【看门狗控制寄存器】可以设置为2、4、8、16、32、64、128、256；怎么设置演示程序中有介绍；
• 晶振频率就是系统选用的晶振。

　　所以如果同样选择12MHz晶振，使用传统的12时钟周期，它最小的溢出时间是（12*2*32768）/(12*106)=65.536ms，最大溢出时间是（12*256*32768）/(12*106)≈8.38s。如果选择256分频，也就是说只要在8.38秒之内喂一次狗就可以了。戏谑的说：这只狗比较抗饿，J~~

　　对于我们用户来说，看门狗的时间是越长越好，这样可以节省更多的单片机资源，尤其是对时间要求精准的系统，如果执行过程中我们不停地“喂狗”，那么是比较浪费时间的。所以STC89C5X系列单片机的看门狗更有优势一些。当然这个也是个人的选择，如果对时间要求的不苛刻的话，勤喂几次狗也没关系。

　　下面我就以STC89C52RC单片机为例说说典型的51单片机的看门狗程序如何写，关于STC89C52RC单片机的“看门狗”定义请看STC89C51RC-RD单片机使用说明。以下程序在Keil 2和Keil 3下调时通过，下载在本校的实验板上达到预期效果。STC89C52RC/54RD+/58RD+/516RD+单片机上测试正常运行。

　　如果没有我们的实验板，请按照下面的硬件原理图自己在最小系统上搭建一个实验环境也很容易。

图1. STC89C52最小单片机系统+两个指示灯

图2. 串行口接口（用于下载程序和测试本次试验）