watch dog

 看门狗,又叫 watchdog timer,是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗,一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一端时间输出一个信号到喂狗端,给 WDT 清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就回给出一个复位信号到MCU,是MCU复位. 防止MCU死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。

工作原理:在系统运行以后也就启动了看门狗的计数器,看门狗就开始自动计数,如果到了一定的时间还不去清看门狗,那么看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断,造成系统复位。所以在使用有看门狗的芯片时要注意清看门狗。
硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环,或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,价格4~10元不等.

软件看门狗技术的原理和这差不多,只不过是用软件的方法实现,我们还是以51系列来讲,我们知道在51单片机中有两个定时器,我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间,当产生定时中断的时候对一个变量进行赋值,而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值,在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间,这样在主程序的尾部对变量的值进行判断,如果值发生了预期的变化,就说明T0中断正常,如果没有发生变化则使程序复位。对于T1我们用来监控主程序的运行,我们给T1设定一定的定时时间,在主程序中对其进行复位,如果不能在一定的时间里对其进行复位,T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间,给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环,T0监视T1,T1监视主程序,主程序又来监视T0,从而保证系统的稳定运行。

51 系列有专门的看门狗定时器,对系统频率进行分频计数,定时器溢出时,将引起复位.看门狗可设定溢出率,也可单独用来作为定时器使用.
     凌阳61的看门狗比较单一,一个是时间单一,第二是功能在实际的使用中只需在循环当中加入清狗的指令就OK了。

C8051Fxxx单片机内部也有一个21位的使用系统时钟的定时器,该定时器检测对其控制 寄存器的两次特定写操作的时间间隔。如果这个时间间隔超过了编程的极限值,将产生一个WDT复位。
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看门狗使用注意:大多数51 系列单片机都有看门狗,当看门狗没有被定时清零时,将引起复位。这可防止程序跑飞。设计者必须清楚看门狗的溢出时间以决定在合适的时候,清看门狗。清看门狗也不能太过频繁否则会造成资源浪费。程序正常运行时,软件每隔一定的时间(小于定时器的溢出周期)给定时器置数,即可预防溢出中断而引起的误复位。
看门狗运用:看门狗是恢复系统的正常运行及有效的监视管理器(具有锁定光驱,锁定任何指定程序的作用,可用在家庭中防止小孩无节制地玩游戏、上网、看录像)等具有很好的应用价值.

系统软件"看门狗"的设计思路:

1.看门狗定时器T0的设置。在初始化程序块中设置T0的工作方式,并开启中断和计数功能。系统Fosc=12 MHz,T0为16位计数器,最大计数值为(2的10次方)-1=65 535,T0输入计数频率是.Fosc/12,溢出周期为(65 535+1)/1=65 536(μs)。

2.计算主控程序循环一次的耗时。考虑系统各功能模块及其循环次数,本系统主控制程序的运行时间约为16.6 ms。系统设置"看门狗"定时器T0定时30 ms(T0的初值为65 536-30 000=35 536)。主控程序的每次循环都将刷新T0的初值。如程序进入"死循环"而T0的初值在30 ms内未被刷新,这时"看门狗"定时器T0将溢出并申请中断。

3.设计T0溢出所对应的中断服务程序。此子程序只须一条指令,即在T0对应的中断向量地址(000BH)写入"无条件转移"命令,把计算机拖回整个程序的第一行,对单片机重新进行初始化并获得正确的执行顺序。

### 看门狗(Watch Dog)技术原理及常见问题解决方案 #### ### 看门狗技术原理 看门狗(Watch Dog)是一种硬件或软件机制,用于检测和恢复系统中的异常行为。在嵌入式系统和服务器环境中,硬件看门狗定时器(WDT, Watchdog Timer)是最常见的实现方式。其基本原理是:系统在正常运行时会周期性地“喂狗”(即重置看门狗计时器),如果系统发生死锁、卡死或其他异常情况,导致无法按时喂狗,看门狗计时器将超时并触发系统复位,从而恢复系统的正常运行[^1]。 硬件看门狗通常集成在嵌入式控制器(EC)或主芯片组中,并通过系统管理中断(SMI)或非屏蔽中断(NMI)与操作系统进行通信。软件看门狗则通常由守护进程实现,用于监控关键服务或进程的状态,并在检测到异常时重启相关服务或通知管理员[^2]。 在Linux系统中,硬件看门狗通常通过 `/dev/watchdog` 设备文件进行访问,并由 `watchdog` 内核模块管理。用户空间程序可以通过写入 `/dev/watchdog` 来喂狗,防止系统重启: ```c #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> int main() { int fd = open("/dev/watchdog", O_WRONLY); if (fd < 0) { perror("Failed to open watchdog device"); return 1; } while (1) { write(fd, "", 1); // Feed the watchdog sleep(10); // Wait for 10 seconds before next feed } close(fd); return 0; } ``` #### ### 常见问题及解决方案 **1. 系统频繁重启,怀疑是看门狗误触发** 这种情况通常是由于看门狗喂狗程序未能及时执行,导致看门狗超时并触发系统复位。应检查看门狗服务是否正常运行,确认喂狗间隔是否小于看门狗的超时时间。在Linux系统中,可以通过以下命令查看看门狗的配置: ```bash cat /proc/sys/kernel/watchdog ``` 若发现看门狗服务未启动,应手动启动 `watchdog` 服务并设置为开机自启: ```bash systemctl start watchdog systemctl enable watchdog ``` **2. 看门狗设备无法打开或访问** 若在尝试访问 `/dev/watchdog` 时出现权限问题或设备不存在,应确认内核是否加载了 `watchdog` 模块,并检查设备节点是否被正确创建: ```bash lsmod | grep watchdog modprobe watchdog ``` 此外,某些系统可能使用 `softdog` 模块作为软件看门狗实现,需根据硬件平台选择合适的驱动模块[^3]。 **3. 看门狗配置不当导致系统无法及时恢复** 看门狗的超时时间应根据系统负载和关键任务的执行周期合理设置。在嵌入式系统中,可以通过修改设备树(Device Tree)来配置看门狗的超时参数。例如,在ARM架构中,设备树中可能包含如下配置: ```dts watchdog@1a4 { compatible = "arm,sp805-wdt"; reg = <0x1a4 0x20>; interrupts = <37>; timeout-sec = <30>; }; ``` 上述配置表示看门狗的超时时间为30秒。应根据实际应用场景调整该值,以避免频繁重启或无法及时恢复的问题。 **4. 多看门狗系统中的冲突** 在某些复杂系统中,可能存在多个看门狗机制(如BIOS看门狗、操作系统看门狗、应用层看门狗等)。这些机制之间若配置不当,可能导致系统行为异常。应确保各层看门狗之间的协同机制清晰,避免互相干扰。例如,在UEFI固件中可通过设置 `gEfiWatchdogTimerArchProtocolGuid` 来控制看门狗的行为[^4]。 ####
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