8031单片机系统的自动复位和自动恢复

8031单片机系统的自动复位和自动恢复
林炳善
【期刊名称】《延边大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1994(020)004
【总页数】4页(P51-54)
【关键词】自动复位;自动恢复;微机;可靠性
【作者】林炳善
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】其他
第20巷第 4 期限4年 12月廷边大学学报（自然科学版）Journalof YanbianUni咄咄y (Nat山al Scien臼）8031 单片机系统的自动复位和自动恢复林炳善（计算机研究所）Vol.20No.4Do巳1 ”4摘要本文介绍 8031 单片机系统运行过程中受到干扰而程序飞跑或死循环时如何自动复位并如何使程序自动恢复到原来过程的方法．虽然硬件也路复杂一些，编程也麻烦一些，但为了提高系杭的可靠性还是值得的．关键词自动复位；强迫复位；自动恢复；过程参数1前言..·.目前 8031 单片计算机广泛应用于各个领域，尤其在控制任务不繁重、实时要求不太高、精度要求不高的简单系统中大显伸手．不过系统在运行时难免受到各种干扰，如电源波动、电磁空间干扰、 I/0 通道干扰、系统内部干扰等等，如果干扰一旦侵入系统，就使系统运行不能正常甚至使程序“跑飞”而使系统处于“死
机”状态，会造成严重的后果．为了防止这种现象出现，在系统设计、安装、调
试过程中采取各种抗干扰措施，但还是不能完全堵阻，尤其长时间无人看守的环境下运行的系统偶尔受到干扰而造成严重后果，让人十分脑火．目前常用的方法就
是设置程序眼踪定时嚣，程序正常运行时定期地把跟踪定时嚣清。

不让它溢出，
当程序运行不正常而跟踪定时嚣溢出时申请中断（使用 CPU 内部定时嚣时），执行中断服务程序实行复位，或直接利用溢出信号实行复位（使用外部定时嚣时），这种复位称为自动复位．与此对应，上电复位、按键复位可称为强迫复位．系统
运行中如果自动复位，那就象强迫复位一样一切都从头开始重新启动，这对有些系统不受任何影响，但有些系统不允许或有些系统是前功尽弃，要继续原来的过程，就得要及时发现并需要人工干预．本文介绍 8031 单片机系统从自动复位如何不
需人工干预而自动恢复复位前原来过程的方法．2 复位及其监别复位可分为自动
复位和强迫复位．要实现自动恢复就得监别自动复位呢还是强迫复位．系统中设
置一个复位状态解发嚣，强迫复位的时候置 l，系统运行后清 0，自动复位时仍保
持 0 状态．这样，复位后读入复位状态触发嚣就可以判断是哪一种复位．复位及
其监别电路如图 1.收稿日朔：1”4-06-10·51 第20巷第 4 期限4年 12月廷边
大学学报（自然科学版）Journalof YanbianUni咄咄y (Nat山al Scien臼）林
炳善（计算机研究所）Vol.20No.4 Do巳1”4摘要本文介绍 8031 单片机系统运行过程中受到干扰而程序飞跑或死循环时如何自动复位并如何使程序自动恢复到原来过程的方法．虽然硬件也路复杂一些，编程也麻烦一些，但为了提高系杭的可靠性还是值得的．1 前言..·.目前8031单片计算机广泛应用于各个领域，尤其在控制任务不繁重、实时要求不太高、精度要求不高的简单系统中大显伸手．不过系统在运行时难免受到各种干扰，如电源波动、电磁空间干扰、 I/0 通道干扰、系统内部干扰等等，如果干扰一旦侵入系统，就使系统运行不能正常甚至使程序“跑飞”
而使系统处于“死机”状态，会造成严重的后果．为了防止这种现象出现，在系
统设计、安装、调试过程中采取各种抗干扰措施，但还是不能完全堵阻，尤其长时间无人看守的环境下运行的系统偶尔受到干扰而造成严重后果，让人十分脑火．目前常用的方法就是设置程序眼踪定时嚣，程序正常运行时定期地把跟踪定时嚣清。

不让它溢出，当程序运行不正常而跟踪定时嚣溢出时申请中断（使用 CPU 内部定时嚣时），执行中断服务程序实行复位，或直接利用溢出信号实行复位（使用外部定时嚣时），这种复位称为自动复位．与此对应，上电复位、按键复位可称为强迫复位．系统运行中如果自动复位，那就象强迫复位一样一切都从头开始重新启动，这对有些系统不受任何影响，但有些系统不允许或有些系统是前功尽弃，要继续原来的过程，就得要及时发现并需要人工干预．本文介绍 8031 单片机系统从自动复位如何不需人工干预而自动恢复复位前原来过程的方法．复位可分为自动复位和强迫复位．要实现自动恢复就得监别自动复位呢还是强迫复位．系统中设置一个复位状态解发嚣，强迫复位的时候置 l，系统运行后清 0，自动复位时仍保持 0 状态．这样，复位后读入复位状态触发嚣就可以判断是哪一种复位．复位及其监别电路如图1.· 51 Pl.11.pl.'1p1.‘RCS£TRl:S 飞图 l 复位及复位状态解发器电路图中RS、 Cl 、 SWl 、 DI 组成强迫复位电路，实现上电复位和按键复位，其复位信号经过 U4 和us 接至8031的 RESET 端，实行强迫复位，并接到自Ul和 U2 两个与非门组成的 RS触发嚣一复位状态触发器的置 l端（引脚 1) '这样强迫复位的时候复位状态触发器置 1.系统进入正常运行之后通过 Pl.7口输出清 0 信号使复位状态触发器清 0, Pl.5 口为复位状态读人口， Pl.6 口为自动复位信号输出口，因为8031 复位后 Pl 口置成 FF，所以 Pl.6 信号必须经过反相器接到 RESET 端．如果在系统中输入输出口不够用的话，可以用 ALE 信号产生复位状态触发器的清 O 信号．为了 CPU 读取复位状态后清 0，必须要延时，延时时间取决于复位后何时读入复位状态.ALE 信号是在每个机器周期发两次，位操作指令 JB bit,rel 需要两个机器周器，假如复位后的第一条指令为读口指令，那么至少延迟两个机器周期，
原理图如图 2.利用 4 位二进制计数器 74LS163 进行延时，由 DIP 开关 SW 设定计数器初值，强迫复位信号RES＼（＼表示低电平有效）接到计数器的置数端PE，这样在强迫复位时计数器设置初值，当每来一个 ALE 信号时加一计数，当计数器
溢出时输出的溢出信号，经反相器产生复位状态触发器的清 0 信号 CLE＼，接至
复位状态触发器的清 O 端实行清0.假如计数初值为 101 1 时第五个 ALE 脉冲到
来时产生溢出，就是说复位后延迟两个机器周期第三个机器周期时清 0，此后每 8 个周期清 0 一次．与8098 单片机不同 8031 内部没有专用眼踪定时器，一般从TO 或Tl 中选一个编程为眼踪定．时器来使用，这样的跟踪定时器，程序“跑飞”时编程的内容可能受到破坏而出现停止计时或不申请中断等现象，这样会丧失眼
踪定时器的意义．因此，在 8031 系统中在外部设置专用的跟踪定时器为最好．这个眼踪定时器的溢出信号经单稳触发器整形后用作自动复位信号．3自动恢复的实现系统复位之后首先读取复位状态并判断是何种复位，若是强迫复位，则经正常的初始化程序·52· Pl.11.pl.'1 p 1.‘ RCS£T Rl:S 飞图l复位及复位状态解发器电路图中 RS、 Cl 、 SWl 、 DI 组成强迫复位电路，实现上电复位和按键复位，
其复位信号经过 U4 和us接至8031的 RESET 端，实行强迫复位，并接到自Ul
和 U2 两个与非门组成的 RS触发嚣一复位状态触发器的置 l端（引脚 1) '这样强
迫复位的时候复位状态触发器置 1.系统进入正常运行之后通过Pl.7口输出清 0 信
号使复位状态触发器清 0, Pl.5 口为复位状态读人口， Pl.6 口为自动复位信号输出口，因为 8031 复位后 Pl 口置成 FF，所以 Pl.6 信号必须经过反相器接到 RESET 端．如果在系统中输入输出口不够用的话，可以用 ALE 信号产生复位状态触发器
的清 O 信号．为了 CPU 读取复位状态后清 0，必须要延时，延时时间取决于复位后何时读入复位状态.ALE 信号是在每个机器周期发两次，位操作指令 JB bit,rel 需要两个机器周器，假如复位后的第一条指令为读口指令，那么至少延迟两个机器周期，原理图如图 2.利用 4 位二进制计数器 74LS163 进行延时，由 DIP 开关 SW
设定计数器初值，强迫复位信号 RES＼（＼表示低电平有效）接到计数器的置数
端PE，这样在强迫复位时计数器设置初值，当每来一个 ALE 信号时加一计数，当计数器溢出时输出的溢出信号，经反相器产生复位状态触发器的清0 信号CLE＼，接至复位状态触发器的清 O 端实行清8098 单片机不同 8031 内部没有专用眼踪
定时器，一般从 TO 或 Tl 中选一个编程为眼踪定．时器来使用，这样的跟踪定时器，程序“跑飞”时编程的内容可能受到破坏而出现停止计时或不申请中断等现象，这样会丧失眼踪定时器的意义．因此，在 8031 系统中在外部设置专用的跟踪定时器为最好．这个眼踪定时器的溢出信号经单稳触发器整形后用作自动复位信号．52 s:u 图 2 囱 ALE 产生清 O 信号电路，画 Lt RS:宦飞 CLC 飞世人系统程序；若是自动复位，则系统初始化后进入自动恢复过程．自动恢复过程需要恢复依据，那就是自动复位前系统的过程参数，如果能得到这个参数，分析这个参数就能判断出自动复位前系统处于哪个过程，并恢复该过程必要的人口参数后进入该过程的
人口而实现自动恢复．为了为自动恢复过程提供过程参数，系统在正常运行时，
定时或随时地把能够反映该过程特征的参数存入存储器保存，自动复位后从这里
读取过程参数．一般的数据存储器的内容在电源波动或程序“跑飞”时容易受到
干扰而破坏，所以为了尺可能地保证该参数的真实性不存入到一般数据存储器而
采用特殊存储器结构．比如读写操作特殊的串行存储器，或具有写保护功能的不挥发RAM(NVRAM）再加上特殊的读写结构．使用不挥发 RAM 的简单的特殊存储器结构如图 3.1)1-07 UII ”’ Ul9 os122• 74LS'.l73 ?4Ls,e, 童 I - - - -”哩’－
－--” 电建 --Al Al’ 2a ’‘‘)..£）由‘ - “E王!:A、二三王l o•ii, I1 ;z]13 l ，马r｝》》｝｝｝ IRU －圃ll'.,.‘ ’三章’口咽，．，’ 1 ’4呻命也外呻巾lSU A8酶’1lLEltT" o• ”’曲’At• Ale vτ 23 。

1 可2 D2u E飞UC 壁、飞．司F 自3 ’由、pUl 1 咀‘ II&2 22V言”‘ ] 117vπL」凰DR2飞」，
U12”DJ>Rl 、图 3 过程参数存储器读写控制电路·53· 2囱ALE 产生清 O 信号电
路，画LtRS:宦飞CLC 飞世人系统程序；若是自动复位，则系统初始化后进入自
动恢复过程．自动恢复过程需要恢复依据，那就是自动复位前系统的过程参数，如果能得到这个参数，分析这个参数就能判断出自动复位前系统处于哪个过程，并恢复该过程必要的人口参数后进入该过程的人口而实现自动恢复．为了为自动恢复过程提供过程参数，系统在正常运行时，定时或随时地把能够反映该过程特征的参数存入存储器保存，自动复位后从这里读取过程参数．一般的数据存储器的内容在电源波动或程序“跑飞”时容易受到干扰而破坏，所以为了尺可能地保证该参数的真实性不存入到一般数据存储器而采用特殊存储器结构．比如读写操作特殊的串行存储器，或具有写保护功能的不挥发童I--” 哩’－－电建-- Al ’a’‘‘) ..£）由
‘ - E王!:A、二三王l o•ii, I1 ;z]13 l ，马., .‘ ’ 4呻命也外呻巾l1l LE ltT" 。

可2D2 u E飞UC壁、飞．司F自’由、咀‘II& 22 V言”‘] 117 vπL」凰DR2飞」，U12 ”过程参数存储器读写控制电路53 图中 DS1220 芯片是2K × 8 的NVRAM，它具有写保护功能，电源波动时存储的内容得到保护，断电时也能保
存信息，能保存十年之久.74LS686 是 8 位数据比较器．当 P 输入端和 Q 输入端
输入的数据相等时 P=Q 输出端输出低电平，当P 输入端数据大于 Q 输入端数据
时 F言百输出端输出低电平．为了防止程序“跑飞”时受到干扰，片选信号 CE＼由端口地址信号 ADDRl 和密码有效信号 P= Q 产生．由 DIP 开关 SW 设置密码，提供给 Q 输入端，？4LS373 用作密码锁存器，写人的密码信号提供给 P 输入端．要访问这个 RAM 的时候首先必须写入密码，其端口地址为 ADDR2，写入的密码和设置的密码相等，密码信号 P=Q 有效时才能进行读写操作，读写操作结束之后必须把写入的密码清除掉以保护 RAM 中的过程参数．4 结束语这个方法虽然硬件电路复杂一些，随着成本也增加些，但是由此换来的系统的可靠性是相当可观的，尤其长时间运行的系统更应该采用这种方法提高系统的稳定性．参考－文献(1 ］李华主编.Mα － 51 系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社
[2]CQ 出版社，’91 最新 74 乡 Y一五 IC 规格表·54· 图中 DS1220 芯片是2K × 8 的 NVRAM，它具有写保护功能，电源波动时存储的内容得到保护，断电时也能保存信息，能保存十年之久.74LS686 是 8 位数据比较器．当 P 输入端和 Q 输入端输入的数据相等时 P=Q 输出端输出低电平，当P 输入端数据大于 Q 输入端数据时 F言百输出端输出低电平．为了防止程序“跑飞”时受到干扰，片选信号CE＼由端口地址信号 ADDRl 和密码有效信号 P= Q 产生．由 DIP 开关 SW 设置密码，提供给 Q 输入端，？4LS373 用作密码锁存器，写人的密码信号提供给 P 输入端．要访问这个 RAM 的时候首先必须写入密码，其端口地址为ADDR2，写入的密码和设置的密码相等，密码信号 P=Q 有效时才能进行读写操作，读写操作结束之后必须把写入的密码清除掉以保护 RAM 中的过程参数．4结束语(1］李华主编[2] CQ出版社，’91 最新 74 乡 Y一五 IC 规格表54
【文献来源】https:///academic-journal-cn_journal-yanbian-university-natural-science-edition_thesis/0201262309043.html
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