第 9 章看门狗定时器 (WDT) 目录 本章包括下列主题 : 9.1 简介...9-2 9.2 WDT 工作原理... 9-3 9.3 寄存器映射... 9-7 9.4 设计技巧... 9-8 9.5 相关应用笔记... 9-9 9.6 版本历史... 9-10 9 看门狗定时器 (WDT) 2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 9-1 页
PIC24F 系列参考手册 注 : PIC24F 系列参考手册章节旨在作为器件数据手册的补充资料, 并非适用于所有的 PIC24F 器件, 适用与否取决于具体的器件型号 请查询具体器件数据手册中 看门狗定时器 (WDT) 章节开始处的注释, 以查 看本文档是否支持您当前使用的器件 器件数据手册和系列参考手册的各章节均可从 Microchip 全球网站 http://www.microchip.com 下载 9.1 简介 图 9-1: WDT 框图 看门狗定时器 (WDT) 的主要功能是在发生软件故障时, 通过使器件复位 ( 如果软件未将器件清零 ) 将单片机复位 它也可以用于将器件从休眠或空闲模式唤醒 WDT 是自由运行的定时器, 它使用低功耗的 RC 振荡器, 无需外部组件 因此, 即使系统的主时钟源 ( 如晶体振荡器 ) 在正常工作状态下停止了 ( 如处于休眠模式 ), WDT 仍将继续运行 图 9-1 给出了此 WDT 的框图 SWDTEN FWDTEN LPRC 控制 从休眠中唤醒 WDTPRE WDTPOST<3:0> LPRC 输入 31 khz 预分频器 WDT 后分频器 (5 位 /7 位 ) 计数器 1:1 至 1:32,768 1 ms/4 ms WDT 溢出复位 所有器件复位 转换至新时钟源 退出休眠或空闲模式 CLRWDT PWRSAV 休眠或空闲模式 DS39697B_CN 第 9-2 页 2010 Microchip Technology Inc.
第 9 章看门狗定时器 (WDT) 9.2 WDT 工作原理 使能时, WDT 将递增, 直到溢出, 或称 超时 除非处于休眠或空闲模式, WDT 超时会强制器件复位 为避免 WDT 超时复位, 用户必须定期用 PWRSAV 或 CLRWDT 指令将看门狗定时器清零 如果 WDT 在休眠或空闲模式下超时, 器件将唤醒并从 PWRSAV 指令执行处继续执行代码 在上述两种情况下,WDTO 位 (RCON<4>) 都会置 1, 表示该器件复位或唤醒事件是由于 WDT 超时引起的 如果 WDT 将 CPU 从休眠或空闲模式唤醒, 休眠 状态位 (RCON<3>) 或 空闲 状态位 (RCON<2>) 也会置 1, 表示器件之前处于省电模式 注 : 欲知 RCON 寄存器位的详细描述, 请参见具体器件的数据手册 9.2.1 使能和禁止 WDT 通过 FWDTEN(CW1<7>) 配置位可将 WDT 使能或禁止 FWDTEN 配置位置 1 时, 使能 WDT 这是已擦除器件的默认值 关于闪存配置字寄存器的更多详细信息, 请参见器件数据手册 9.2.2 由软件控制的 WDT FWDTEN 配置位置 1 时,WDT 始终是使能的 但是,FWDTEN 配置位编程为 0 时,WDT 可选择由用户软件控制 在软件中可通过将 SWDTEN 控制位 (RCON<5>) 置 1 使能 WDT SWDTEN 控制位在任何器件复位时清零 软件 WDT 选项使用户可对重要代码段使能 WDT, 而对不重要的代码段禁止 WDT, 从而最大限度地省电 9.2.3 WDT 窗口 看门狗定时器可选择通过将 WINDIS 配置位 (CW1<6>) 编程为 0 使能窗口模式 在窗口模式下, CLRWDT 指令必须在 WDT 周期的允许窗口内发生 发生在 WDT 周期允许窗口外的任何 CLRWDT 指令都会使 WDT 复位, 这与 WDT 超时类似 注 : 必须使能 WDT (FWDTEN = 1) 才能使用 WDT 窗口模式 一些器件具有可选的窗口位 WDTWIN<1:0> 表 9-1 列出了具有和不具有 WDTWIN<1:0> 位的器件的所有可能窗口选项 表 9-1: 窗口位选项 WDTWIN<1:0> 可选择的窗口 未实现位 25% 11 25% 10 37.50% 01 50% 00 75% 9 看门狗定时器 (WDT) 2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 9-3 页
PIC24F 系列参考手册 图 9-2: 当 WDTWIN<1:0> = 11 或未实现 WDTWIN<1:0> 位时的窗口 WDT 看门狗超时 (WDTO) 周期 ( TWTO) 非允许窗口 允许窗口 (0.25 x TWTO) 图 9-3: 当 WDTWIN<1:0> = 10 时的窗口 WDT 看门狗超时 (WDTO) 周期 ( TWTO) 非允许窗口 允许窗口 (0.375 x TWTO) 图 9-4: 当 WDTWIN<1:0> = 01 时的窗口 WDT 看门狗超时 (WDTO) 周期 ( TWTO) 非允许窗口 允许窗口 (0.5 x TWTO) 图 9-5: 当 WDTWIN<1:0> = 00 时的窗口 WDT 看门狗超时 (WDTO) 周期 ( TWTO) 非允许窗口 允许窗口 (0.75 x TWTO) DS39697B_CN 第 9-4 页 2010 Microchip Technology Inc.
第 9 章看门狗定时器 (WDT) 9.2.4 WDT 预分频器和定时器周期 WDT 的时钟源是 LPRC 振荡器, 其标称振荡频率是 31 khz 它提供给预分频器, 后者可配置为 5 位 (32 分频 ) 或 7 位 (128 分频 ) 操作 预分频器由 FWPSA 配置位 (CW1<4>) 置 1 使用 31 khz 输入时, 预分频器在 WDTPRE 清零时产生 1 ms 的标称 WDT 超时周期 (TWDT), 在 WDTPRE 置 1 时产生 4 ms 的超时周期 有一个可变的后分频器用于将 WDT 预分频器输出分频, 可产生范围很大的超时周期 后分频器由 WDTPPOST<3:0> 配置位 (CW1<3:0>) 控制, 通过该配置位可选择总共 16 种设置, 从 1:1 到 1:32,768 WDTPOST 位最初在器件编程时配置 使用预分频器和后分频器可实现范围从 1 ms 到 131 秒 ( 标称值 ) 的超时周期 WDT 超时值可按公式 9-1 中所示方法计算 表 9-2 中给出了预分频值和相关 WDT 超时周期的完整列表 公式 9-1: WDT 超时周期 WDT 周期 (ms)= 预分频因数 x 后分频因数 其中 : 预分频因数 后分频因数 =1, WDTPRE 为 0 时 4, WDTPRE 为 1 时 =1/ 后分频比 表 9-2: WDT 配置和超时周期 后分频器设置 (WDTPS3:WDTPS0) 后分频比 (1/ 后分频因数 ) 5 位预分频器 (FWPSA = 0) 超时周期 7 位预分频器 (FWPSA = 1) 0000 1:1 1 ms 4 ms 0001 1:2 2 ms 8 ms 0010 1:4 4 ms 16 ms 0011 1:8 8 ms 32 ms 0100 1:16 16 ms 64 ms 0101 1:32 32 ms 128 ms 0110 1:64 64 ms 256 ms 0111 1:128 128 ms 512 ms 1000 1:256 256 ms 1.024s 1001 1:512 512 ms 2.048s 1010 1:1024 1.024s 4.096s 1011 1:2048 2.048s 8.192s 1100 1:4096 4.096s 16.384s 1101 1:8192 8.192s 32.768s 1110 1:16384 16.384s 65.536s 1111 1:32768 32.768s 131.072s 9 看门狗定时器 (WDT) 注 : WDT 超时周期与 LPRC 振荡器频率直接相关, 而后者又反过来随器件工作电压和温度变化 关于 LPRC 时钟频率规范, 请参见相应的 PIC24F 器件数据手册 2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 9-5 页
PIC24F 系列参考手册 9.2.5 复位看门狗定时器 WDT 计数器和相关预分频器 后分频器在以下情况下复位 : 任何器件复位时 PWRSAV 指令执行时 ( 即进入休眠或空闲模式时 ) WDT 由软件使能时 时钟切换完成后, 由软件 ( 即改变 NOSC 位后将 OSWEN 位置 1) 或硬件 ( 即故障保护时钟监视器 ) 启动 当 WINDIS 为 0 时, 正常执行过程中或 WDT 超时周期的允许窗口 ( 取决于 WDTWIN 的设置 ) 内, 通过 CLRWDT 指令复位 9.2.6 看门狗定时器在休眠和空闲模式下的操作 如果 WDT 使能, 它将在休眠或空闲模式下继续运行 发生 WDT 超时时将唤醒器件, 代码将从执行指令处继续执行 WDT 对低功耗系统设计很有用, 因为它可用于将器件定期从休眠模式唤醒, 检查系统状态, 并在必要时执行操作 请注意,SWDTEN 位在这方面很有用 若正常工作时将 WDT 禁止 (FWDTEN = 0), 则 SWDTEN 位 (RCON<5>) 可用于在器件即将进入休眠模式前打开 WDT DS39697B_CN 第 9-6 页 2010 Microchip Technology Inc.
2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 9-7 页 9.3 寄存器映射 表 9-3: 表 9-3 中提供了与 PIC24F 看门狗定时器 (WDT) 模块相关的特殊功能寄存器汇总 与看门狗定时器相关的特殊功能寄存器映射 寄存器名称 Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 RCON TRAPR IOPUWR CM VREGS EXTR SWR SWDTEN WDTO SLEEP IDLE BOR POR xxxx (1) 图注 : x = 复位时的未知值, = 未实现, 读为 0 复位值以十六进制显示 注 1: RCON 寄存器复位值取决于复位类型 有关 RCON 寄存器位的详细信息, 请参见具体器件的数据手册 所有复位时 第 9 章看门狗定时器 (WDT) 看门狗定时器 (WDT) 9
PIC24F 系列参考手册 9.4 设计技巧 问 1: 尽管我在软件主循环中插入了一条 CLRWDT 指令, 为何器件还是复位了? 答 1: 确定包含 CLRWDT 指令的软件循环符合 WDT 的最小值规范 ( 不是典型值 ) 而且, 确定考虑到了中断处理时间 问 2: 在应用程序中使用 WDT 有哪些好的技巧? 答 2: 有许多技巧有助于在使用 WDT 时防止应用程序锁死或跑飞 仔细分析这些技巧您会发现, 它们中的大多数都建立在三条基本原则之上 : 1. 在您的应用程序中使用且只使用一条 CLRWDT 指令 在整个应用程序的多处放置该指令会使超时问题解决起来更困难 2. 在该应用程序主体内放置 CLRWDT 指令, 而不要放在子程序或中断服务程序 (ISR) 中 如果该指令位于频繁调用的程序内,WDT 很有可能会不断复位, 永不超时 3. 将应用程序编译并确定大小后, 将无条件跳转指令 ( 例如 GOTO) 放置在整个未使用的程序存储器区域内 如果发生了使程序跳转到未使用的代码空间, 从而使代码 跑飞 的情况, GOTO 指令可将单片机带回到您的代码中, 这时 WDT 就可帮助您重新控制住应用程序 DS39697B_CN 第 9-8 页 2010 Microchip Technology Inc.
第 9 章看门狗定时器 (WDT) 9.5 相关应用笔记 本节列出了与手册本章内容相关的应用笔记 这些应用笔记可能并不是专为 PIC24F 器件系列而编写的, 但其概念是相关的, 通过适当修改即可使用, 但使用中可能会受到一定限制 当前与看门狗定时器 (WDT) 模块相关的应用笔记有 : 标题 应用笔记编号 Low-Power Design using PICmicro Microcontrollers AN606 注 : 如需获取更多 PIC24F 系列器件的应用笔记和代码示例, 请访问 Microchip 网站 (www.microchip.com) 9 看门狗定时器 (WDT) 2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 9-9 页
PIC24F 系列参考手册 9.6 版本历史 版本 A (2006 年 5 月 ) 这是本文档的初始版本 版本 B (2010 年 8 月 ) 此版本包含以下更新 : 更新了第 9.2.3 节 WDT 窗口 添加了表 9-1 添加了图 9-2 至图 9-5 通篇进行了少量文字修改和格式编排 DS39697B_CN 第 9-10 页 2010 Microchip Technology Inc.
请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点 : Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标 Microchip 确信 : 在正常使用的情况下, Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一 目前, 仍存在着恶意 甚至是非法破坏代码保护功能的行为 就我们所知, 所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操作规范来使用 Microchip 产品的 这样做的人极可能侵犯了知识产权 Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作 Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性 代码保护并不意味着我们保证产品是 牢不可破 的 代码保护功能处于持续发展中 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能 任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视为违反了 数字器件千年版权法案 (Digital Millennium Copyright Act) 如果这种行为导致他人在未经授权的情况下, 能访问您的软件或其他受版权保护的成果, 您有权依据该法案提起诉讼, 从而制止这种行为 提供本文档的中文版本仅为了便于理解 请勿忽视文档中包含的英文部分, 因为其中提供了有关 Microchip 产品性能和使用情况的有用信息 Microchip Technology Inc. 及其分公司和相关公司 各级主管与员工及事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任 建议参考 Microchip Technology Inc. 的英文原版文档 本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利, 它们可能由更新之信息所替代 确保应用符合技术规范, 是您自身应负的责任 Microchip 对这些信息不作任何明示或暗示 书面或口头 法定或其他形式的声明或担保, 包括但不限于针对其使用情况 质量 性能 适销性或特定用途的适用性的声明或担保 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任 如果将 Microchip 器件用于生命维持和 / 或生命安全应用, 一切风险由买方自负 买方同意在由此引发任何一切伤害 索赔 诉讼或费用时, 会维护和保障 Microchip 免于承担法律责任, 并加以赔偿 在 Microchip 知识产权保护下, 不得暗中或以其他方式转让任何许可证 商标 Microchip 的名称和徽标组合 Microchip 徽标 dspic KEELOQ KEELOQ 徽标 MPLAB PIC PICmicro PICSTART PIC 32 徽标 rfpic 和 UNI/O 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的注册商标 FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MXDEV MXLAB SEEVAL 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标 Analog-for-the-Digital Age Application Maestro CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPLAB Certified 徽标 MPLIB MPLINK mtouch Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail REAL ICE rflab Select Mode Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock 和 ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的商标 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记 在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有 2010, Microchip Technology Inc. 版权所有 ISBN:978-1-60932-776-7 Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe 与位于俄勒冈州 Gresham 的全球总部 设计和晶圆生产厂及位于美国加利福尼亚州和印度的设计中心均通过了 ISO/TS-16949:2002 认证 公司在 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳码器件 串行 EEPROM 单片机外设 非易失性存储器和模拟产品方面的质量体系流程均符合 ISO/TS- 16949:2002 此外, Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了 ISO 9001:2000 认证 2010 Microchip Technology Inc. DS39697B_CN 第 11 页
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