PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Чтобы исключить использование внешних сторожевых таймеров, все микроконтроллеры PIC, даже представители самой старой линейки начального уровня, имеют встроенный модуль сторожевого таймера, структурная схема которого приведена на Рис. 13.1. Встроенный генератор сторожевого таймера никак не связан с основным тактовым генератором процессора и, если сторожевой таймер включен, постоянно генерирует сигнал с номинальным периодом 18 мс. В качестве времязадающего элемента этого генератора используется внутренняя RC-цепочка, поэтому в зависимости от конкретного экземпляра, температуры и напряжения питания период генератора может изменяться от 7 мс (—40 °C, V_DD = 6 В) до 33 мс (+85 °C, V_DD = 2 В) — см. Рис. 15.8 на стр. 561.

Рис. 13.1. Встроенный в микроконтроллеры PIC модуль сторожевого таймера с подключенным к нему постделителем

Генератор сторожевого таймера подключен к 8-битному постделителю (postscaler). С его помощью период тайм-аута сторожевого таймера можно увеличить до 0.018 х 128 ~= 2.3 с (0.9…4.2 с). Конкретное значение периода тайм-аута определяется состоянием битов PS[2:0] регистра OPTION_REG (см. Рис. 13.2). Генератор сторожевого таймера и счетчик постделителя (эту связку мы будем называть блоком сторожевого таймера) сбрасываются при выполнении команды clrwdt (CLeaR WatchDoG Timer — сброс сторожевого таймера). Соответственно, для предотвращения наступления тайм-аута сторожевого таймера необходимо периодически вызывать эту команду.

Рис. 13.2.Формат регистра OPTION_REG

Постделитель сторожевого таймера является разделяемым ресурсом, поскольку также используется модулем Таймера 0 (см. Рис. 13.3). Очевидно, что этот узел не может использоваться одновременно обоими модулями. Бит PSA регистра OPTION_REG определяет, к какому из модулей подключен данный узел. По умолчанию после сброса микроконтроллера постделитель подключен к сторожевому таймеру, а множитель периода сторожевого таймера равен 128.

Компания Microchip рассматривает сторожевой таймер больше как системный ресурс, нежели как периферийный модуль. Поэтому пользователь должен разрешить работу сторожевого таймера программированием бита конфигурации WDTE при записи кода в память программ (см. Рис. 10.6 на стр. 312). Например, так:

_config _HS_OSC & _WDT_ON & _PWRTE_OFF & _CP_OFF

или с помощью аналогичной директивы, поддерживаемой конкретным Си-компилятором. К примеру, в компиляторе CCS используется следующая директива:

#fuses HS, WDT, NOPUT, NOPROTECT

В приведенных выше строках работа сторожевого таймера разрешается. Для отключения сторожевого таймера необходимо использовать константы _WDT_OFF и NOWDT соответственно.

Если сторожевой таймер включен, то при сбросе по питанию выполняется инициализация модуля сторожевого таймера и деактивизируется (устанавливается в 1) 4-й бит регистра STATUS —  (см. Рис. 4.6 на стр. 95). Через заданный промежуток времени произойдет переполнение сторожевого таймера и бит ТО будет сброшен, как указано в Табл. 10.4 на стр. 322. Большинство программ для микроконтроллеров представляют собой бесконечный цикл, в теле которого вызываются различные подпрограммы. Если сделать так, чтобы при нормальном выполнении программы периодически выполнялась команда clrwdt, то независимо от возникающих событий можно будет — гарантировать, что тайм-аут сторожевого таймера не наступит. В случае же сбоя программы наступит тайм-аут, в результате чего микроконтроллер автоматически сбросится и начнет выполнять программу с адреса вектора сброса h’000’. Однако состояние флага  при этом не изменится, чем можно воспользоваться при необходимости отличить сброс по тайм-ауту сторожевого таймера от «нормального» сброса. Флаг  доступен только для чтения, т. е. он не может быть установлен обычной командой, как bsf STATUS,NOT_TO (NOT_TO — символическое имя для бита , определенное в стандартном заголовочном файле). Команда clrwdt деактивирует  (а также флаг , сбрасываемый командой sleep) и, разумеется, перезапускает блок сторожевого таймера.

В качестве примера давайте рассмотрим систему, выполняющую подсчет консервных банок, перемещаемых по конвейеру (см. Рис. 13.4), и накапливающую суммарное значение в регистре BEAN_COUNT. При сбросе по питанию в указанный регистр заносится нулевое значение. Если по какой-либо причине возникнет сбой программы и в результате тайм-аута сторожевого таймера микроконтроллер сбросится, то данное значение не должно измениться. Для этого нам придется написать код, проверяющий состояние бита  и выполняющий требуемые действия, например: