AVR单片机看门狗定时器：深入解析看门狗定时器原理及应用

# 1. AVR单片机看门狗定时器概述

**1.1 看门狗定时器的作用**

看门狗定时器（WDT）是一种硬件定时器，用于监控微控制器的运行。如果微控制器在预定时间内未执行任何操作，WDT将触发复位，从而防止系统因死锁或其他异常情况而永久停滞。

**1.2 看门狗定时器的特点**

AVR单片机的WDT具有以下特点：

* 可配置的超时时间，从16ms到8s
* 可中断或复位功能
* 低功耗模式下的运行能力
* 可通过软件或硬件触发

# 2. 看门狗定时器原理与配置

### 2.1 看门狗定时器的作用和工作原理

看门狗定时器是一种特殊的定时器，用于监控微控制器的运行状态。其主要作用是防止微控制器陷入死循环或其他异常状态，从而导致系统崩溃。

看门狗定时器的工作原理如下：

1. **定时器计数：**看门狗定时器是一个计数器，从复位或使能后开始计数。
2. **计数溢出：**当计数器达到最大值时，会发生溢出。
3. **复位或中断：**溢出后，看门狗定时器会触发一个复位或中断信号。

如果在溢出之前，微控制器通过特定的指令（通常称为“喂狗”指令）对看门狗定时器进行复位，则计数器将重新开始计数。否则，溢出后将触发复位或中断，从而将微控制器复位或进入中断处理程序。

### 2.2 看门狗定时器的配置寄存器

AVR单片机中的看门狗定时器有两个配置寄存器：WDTCSR和WDTCR。

#### 2.2.1 WDTCSR寄存器

WDTCSR寄存器控制看门狗定时器的基本配置，包括：

| 位 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| WDCE | 看门狗定时器时钟使能 | 1：使能看门狗定时器时钟 |
| WDE | 看门狗定时器使能 | 1：使能看门狗定时器 |
| WDP0-WDP3 | 看门狗定时器预分频器 | 设置看门狗定时器时钟的分频器 |

#### 2.2.2 WDTCR寄存器

WDTCR寄存器控制看门狗定时器的中断和复位行为，包括：

| 位 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| WDIF | 看门狗定时器中断标志 | 1：看门狗定时器中断发生 |
| WDIE | 看门狗定时器中断使能 | 1：使能看门狗定时器中断 |
| WDP2-WDP0 | 看门狗定时器时钟预分频器 | 设置看门狗定时器时钟的分频器 |
| WDCE | 看门狗定时器时钟使能 | 1：使能看门狗定时器时钟 |
| WDE | 看门狗定时器使能 | 1：使能看门狗定时器 |

### 2.3 看门狗定时器的中断处理

当看门狗定时器溢出时，可以触发一个中断。中断处理程序可以用于执行以下操作：

* 记录错误信息
* 复位系统
* 重新配置看门狗定时器

中断处理程序的代码示例如下：

ISR(WDT_vect) {
  // 记录错误信息
  // ...

  // 复位系统
  // ...

  // 重新配置看门狗定时器
  // ...
}

**代码逻辑分析：**

* ISR(WDT_vect)定义了看门狗定时器中断服务程序。