MSP430单片机看门狗模式使用方法

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
————————————————————————————————————————————
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)。
————————————————————————————————————————————
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。