LPC1100 系列单片机_11.安全与保护机制

11. 安全与保护机制

在嵌入式系统设计中，安全与保护机制是至关重要的一环。LPC1100 系列单片机基于 ARM Cortex-M0 内核，提供了多种安全与保护机制，以确保系统的可靠性和安全性。本节将详细介绍这些机制的原理和应用，包括硬件保护机制和软件保护机制。

11.1 硬件保护机制

LPC1100 系列单片机的硬件保护机制主要包括复位保护、电源保护、时钟监控和存储器保护等。这些机制通过硬件电路实现，能够有效防止系统在异常情况下发生故障或数据丢失。

11.1.1 复位保护

复位保护机制用于在系统上电或发生严重故障时恢复到初始状态。LPC1100 系列单片机支持多种复位源，包括上电复位（POR）、外部复位引脚（nRESET）、看门狗定时器复位（WDT）、软件复位等。

• 上电复位（POR）：当电源电压低于某个阈值时，POR 电路会自动触发复位。这确保了系统在电源不稳定时能够正确初始化。
• 外部复位引脚（nRESET）：通过外部引脚可以手动触发复位。通常连接到一个按钮或外部复位电路。
• 看门狗定时器复位（WDT）：看门狗定时器用于监控软件的运行状态。如果软件在设定的时间内没有重置看门狗定时器，系统将自动复位。
• 软件复位：通过软件指令可以触发复位。这对于在软件中检测到严重错误时恢复系统非常有用。

代码示例：配置看门狗定时器

#include "LPC11xx.h"

// 配置看门狗定时器
void WDT_Config(void) {
   
   
    // 使能看门狗定时器
    LPC_WDT->WDTMOD = 0x00000003; // 模式选择：定时器模式，允许时钟
    LPC_WDT->WDTTC = 0x000000FF; // 设置看门狗定时器计数器值

    // 启动看门狗定时器
    LPC_WDT->WDTFEED = 0xAA; // 喂狗
    LPC_WDT->WDTFEED = 0x55; // 喂狗
}

// 主函数
int main(void) {
   
   
    // 初始化看门狗定时器
    WDT_Config();

    while (1) {
   
   
        // 正常运行的代码
        // 每次循环中喂狗
        LPC_WDT->WDTFEED = 0xAA;
        LPC_WDT->WDTFEED = 0x55;

        // 模拟正常运行
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
   
   
            // 空循环
        }
    }

    return 0;
}

代码说明：

• WDTMOD 寄存器用于设置看门狗模式和时钟源。
• WDTTC 寄存器用于设置看门狗定时器的计数器值。
• WDTFEED 寄存器用于喂狗，防止看门狗定时器超时复位系统。

11.1.2 电源保护

电源保护机制用于确保系统在电源电压不稳定时能够正常工作。LPC1100 系列单片机支持低电压检测（LVD）和低电压复位（LVR）功能。

• 低电压检测（LVD）：当电源电压低于设定的阈值时，LVD 电路会触发中断或标志位，通知系统电压异常。
• 低电压复位（LVR）：当电源电压低于设定的阈值时，LVR 电路会自动触发系统复位。

代码示例：配置低电压检测

#include "LPC11xx.h"

// 配置低电压检测
void LVD_Config(void) {
   
   
    // 使能低电压检测
    LPC_SYSCON->PDRUNCFG &= ~(1 << 8); // 使能 LVD

    // 设置低电压检测阈值
    LPC_SYSCON->LVDCTRL = 0x00000007; // 设置阈值为 2.35V

    // 使能 LVD 中断
    LPC_SYSCON->LVDSTAT |= (1 << 2); // 使能 LVD 中断
}

// LVD 中断处理函数
void LVD_IRQHandler(void) {
   
   
    if (LPC_SYSCON->LVDSTAT & (1 << 0)) {
   
   
        // 电压低于阈值，处理相应操作
        LPC_