单片机设计100例

在技术世界中，即便是看似微不足道的事物，如一只“看门狗”，也能对系统的正常运作产生深远影响。就如同一个微小的生物能够门户，防止任何异常入侵，单片机中的看门狗则负责保障系统的稳定运行。

这是一个广为流传的笑话，但背后却隐藏着看门狗在单片机可靠性设计中的重要作用。看门狗的主要功能是在单片机程序出现异常，如跑飞或死机时，通过发送复位信号来重新启动系统。虽然正常情况下我们不会故意让单片机程序陷入困境，但优秀的设计师会预见到各种可能的故障情况，并为之做好准备。

看门狗的寓意应用。看门狗这个名字，如同可爱的小生物守护家园般，是单片机系统中一道重要的保护屏障。就像日常生活中必须定时喂食的小狗，一旦系统出现异常或停滞不前，它就会立即“狂吠”，唤醒系统重新启动。

单片机内置看门狗的细节。以STM单片机的例子来说，它内置了两种看门狗：独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG）。独立看门狗拥有独立的时钟源，即使在系统时钟出现故障时也能发挥复位作用，主要用来监控硬件层面的故障。

而窗口看门狗则更多地用于监控由外部干扰或程序逻辑错误导致的软件故障。当系统时钟出现问题时，窗口看门狗也可能失去效用。尽管单片机内部有双重保障措施，但内部集成的看门狗有时可能因代码问题而被意外禁用。

这是因为，毕竟软件没有硬件那么可靠。

硬件看门狗的进阶应用。作为单片机外部复位电路的升级版，硬件看门狗在需要高可靠性的控制系统中有着广泛的应用。这些芯片通常具备电源监控功能，因此被归类为电源管理芯片中的电源监控和复位芯片。

以一个基础硬件看门狗芯片为例，其内部结构包括R2、R3参考电压源和施密特触发器组成的比较器电路，用于监控电源电压。该芯片还内置了看门狗定时器来监控喂狗信号，并提供了高电平复位和低电平复位两种方式，以适应不同需求的单片机。

市面上还有更多功能强大的看门狗芯片可供选择。它们可能具备可编程的喂狗时间、电压检测、复位按键功能以及窗口比较看门狗等特性。这些选择都是根据实际需求和安全要求等级来确定的。