8051单片机看门狗原理和C语言演示程序(以STC89C52RC单片机为例)

注解：这里顺便说一下，一般教材上叫“看门狗定时器”，其实定时器原理 还是计数器，只是计的是时钟周期，所以我为了初学者好理解叫统一叫“计数 器”，这里阐明一下。
明白了上面的原理，我们在设计程序时，先根据看门狗计数器的位数和系统 的时钟周期算一下计数器计满数需要的时间，就是说在这个时间内“看门狗”计 数器是丌会装满的，然后在这个时间内告诉它重新开始计数，就是把计数器清零，
当计数值计满(16383/0x3FFF)了就使单片机软复位； 当启动了【看门狗计数器】之后，我们需要在它计数没有满之前复位计数器强制它不能够溢出，这个
过程称作喂狗。
"看门狗"原理： 1. 系统上电并不启动看门狗计数器，通过设置【看门狗重置寄存器(WDTRST SFR)】启动【看门狗计 数器】，一般设置是给 WDTRST 写入 0x1E 和 0xE1 启动； 2. 【看门狗计数器】一旦启动不可停止，除非是硬件 RST 或者看门狗的软复位才能使其停止； 3. 设计程序在适当的时间喂狗一次，使其不能计满，程序就能不间断执行； 4. 如果程序中出现死循环或者执行某一步超时，看门狗计数器就会计满溢出，(这个时候我们认为程 序没有按照预定计划执行--程序跑飞)，则复位系统。
看门狗定时器预分频器，下表中 Prescale 表示预分频数
PS2 PS1 PS0 Prescale
0
0
0
2
0
0
1
4
0
1
0
8
0
1
1
16
1
0
0
32
1
0
1
64
1
1
0
128
1
1
1
256
看门狗溢出时间：(N*Prescale*32768)/晶振频率，其中 N 表示指令周期数 N=12 表示 12 时钟周 期模式；N=6 表示 6 时钟周期模式
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下面我就以 STC89C52RC 单片机为例说说典型的 51 单片机的看门狗程序如 何写，关于 STC89C52RC 单片机的“看门狗”定义请看 STC89C51RC-RD 单片机使 用说明。以下程序在 Keil 2 和 Keil 3 下调时通过，下载在本校的实验板上达到预 期效果。STC89C52RC/54RD+/58RD+/516RD+单片机上测试正常运行。
Prescale 是预分频数，通过设置【看门狗控制寄存器】可以设置为 2、4、 8、16、32、64、128、256；
晶振频率就是系统选用的晶振。 所以如果同样选择 12MHz 晶振，使用传统的 12 时钟周期，它最小的溢出时 间是 （12*2*32768 ） /(12*106)=65.536ms ， 最大 溢出时间是 （12*256*32768 ） /(12*106)≈8.38s。如果选择 256 分频，也就是说只要在 8.38 秒之内喂一次狗就可 以了。戏谑的说：这只狗比较抗饿，~~ 对于我们用户来说，看门狗的时间是越长越好，这样可以节省更多的单片机 资源，尤其是对时间要求精准的系统，如果执行过程中我们丌停地“喂狗”，那 么是比较浪费时间的。所以 STC89C5X 系列单片机的看门狗更有优势一些。当 然这个也是个人的选择，如果对时间要求的丌苛刻的话，勤喂几次狗也没关系。
每种单片机的“看门狗”实现方法丌尽相同，但是原理都一样，而且“看门 狗”都是启动了之后就丌能被关闭，只能系统复位（重新断电在上电）才能关闭。 设置“看门狗”的一般步骤如下：
1. 设置“看门狗”相关寄存器， 启动“看门狗”； 2. 隔一段时间清零一次，“喂狗”； 3. 如果程序正常，一直运行；如果程序出错，没有按时“喂狗”，“看门狗”就 在溢出的时候复位系统。
上电会通过串行口发送一次“I love MCU!”字符串，通过串口调试助手可 以查看；
同时信号灯每隔 1.5s 闪一下； 工作指示灯在上电约 800ms 会点亮，只要系统正常运行会一直亮着。 3. 我们通过设置 while 大循环中的延时时间来调节喂狗时间，如果在 1s 内喂狗， 系统会正常运行，如果超过 1s，比如 2 秒喂狗一次，那么看门狗就会复位系 统，表现的现象就是：通过串口不停地发送字符串，同时两盏灯都不亮。
由于现在 AT89S52 用的很广泛，所以我先说说 ATMEL 的看门狗；再说说本次试验用的 STC89C52RC 的看 门狗；注意两个不一样！！！
★下面是关于 ATMEL-51 单片机看门狗的描述 【看门狗计数器】(watchdog timer)是一个 14 位的计数器，它以机器周期（晶振频率/12）增加，
★下面是关于 STC89C5XX-51 单片机看门狗的描述（详细请看 STC89C51RC-RD 单片机使用说明）
WDT_CONTR 位置 0xE1; [-] [-] [EN_WDT] [CLR_WDT] [IDLE_WDT] [PS2] [PS1] [PS0]
EN_WDT: 看门狗允许位，置 1 启动看门狗，看门狗不能自动启动，需要设置该位后启动，一旦启
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值得提一下： 由于现在 AT89S52 应用比较广泛，所以我先说说 ATMEL 的看门狗；再说
说本次试验用的 STC89C52RC 的看门狗；注意两个丌一样！！！ AT89S52 单片机看门狗定时器是 14 位的，最大计数 214=16384 个数，每计
16384 个时钟周期就溢出一次。也就是说如果使用 12M 晶振的话，至少应该在 16.384ms 内喂一次狗。
候一直亮着；用于指示系统是否重启
uchar timer0_ctr,i;
const uchar str[]="I love MCU!"; //定义一句话，让他从串口输出，只有系统重启的时候才输 出一次，所以也是用于验证看门狗有没有重启系统
/*************************************************************************/ //延时函数，11.0592MHz 晶振下延时约 xms 毫秒 void delay_ms(unsigned xms) {
unsigned x,y; for(x=xms; x>0; x--)
for(y=110; y>0; y--); } /*************************************************************************/
/*************************************************************************/ //主程序初始化函数 void InitMain() {
STC89C5X 系 列 单 片 机 由 于 采 用 了 “ 预 分 频 技 术 ” ， 它 的 溢 出 时 间 是 =(N*Prescale*32768)/晶振频率（不要问我为什么，他们就是这么设计的，我们就 这么用就行）。
其中 N 是单片机的时钟周期，STC89C5X 系列单片机提供 6 时钟周期和 12 时钟周期两种时钟周期，可以在烧写程序时修改；
//初始化时两盏灯都熄灭 LED=1; LED_busy=1;
TMOD=0x21; 为串行口波特率发生器
TH0=0x4C; TL0=0x00; IE=0x82; TR0=1;
//定时器 0 工作在方式 1，作为 16 位定时器；定时器 1 工作在方式 2，作
//定时器 0 装初值：每隔 50mபைடு நூலகம் 溢出一次
#define true 1
#define false 0
#define WEIGOU WDT_CONTR=0x34
//看门狗启动设置和“喂狗”操作
sbit LED=P1^6; sbit LED_busy=P1^7;
//信号灯，系统正常工作就一闪一闪的 //工作灯，上电灭一会儿（约 800ms），然后正常工作的时
文章：STC89C5X 单片机“看门狗”原理、详细说明和演示程序 作者：老鲁
原文地址：/article/45 （附 C 语言源程序）
“看门狗定时器”是这样一种东西，从功能上说它可以让微控制器在意外状 况下（比如程序陷入死循环）重新回复到系统上电状态，以保证系统出问题的时 候重启一次。就跟我们用电脑一样，死机了你就按一下 reset 键重启一次电脑， 看门狗就是负责干这个事儿的。它是 52 单片机增加的一个功能，以前 Intel 8031、……、AT 89C51 时代单片机片内都没有“看门狗”功能，需要我们外扩看门 狗芯片，比如 X5045。
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程序代码：
/*************************************************************************** 程序功能：本程序演示 STC51 单片机看门狗程序 程序设计：燕山大学 鲁信琼 晶振选择：11.0592MHz, 如果晶振不匹配，请修改延时函数参数
//IE=(1000 0010)B, 使能定时器 0 中断 //启动定时器 0
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} /*************************************************************************/
动不能关闭(只能系统重新上电和看门狗复位可以关闭)
CLR_WDT: 看门狗计数器清零位，置 1 清零看门狗计数器，当计数器开始重新计数，硬件清零该位。
IDLE_WDT: 单片机 IDLE 模式看门狗允许位，当 IDLE_WDT=1 时，单片机在 IDLE 模式(空闲模式)
依然启用看门狗
PS2~PS0:
如果没有我们的实验板，请按照下面的硬件原理图自己在最小系统上搭建一 个实验环境也很容易。 硬件电路图：
图 1. STC89C52 最小单片机系统+两个指示灯
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图 2. 串行口接口（用于下载程序和测试本次试验） 实验现象及解释： 1. 我们设置 32 分频，看门狗溢出时间约为 1s。 2. 如果系统正常运行：