AVR看门狗：硬件监控与复位机制详解

AVR看门狗是AVR单片机中的一种重要硬件机制，用于防止程序出现异常导致的系统失控。其工作原理类似于一个守门的小狗，当程序运行出现问题，比如进入无限循环或者由于干扰导致运行异常（即程序跑飞），看门狗会自动触发单片机的复位，确保系统的稳定性。这个功能通过设置一个独立的计数器来实现，计数器会随着时间逐渐递增，如果在预设时间内没有得到清零（喂狗）操作，计数器溢出后，会促使单片机重新启动。 看门狗的初始化通常包括以下几个步骤： 1. 首先，通过`WDR()`函数防止看门狗在被启用时立即发生超时，这是为了避免在设置过程中发生意外的复位。 2. 然后，设置看门狗控制寄存器（WDTCR）为0x0F，这将使看门狗处于开启状态，但不会立即触发复位。在这个阶段，程序员必须确保后续调用`WDR()`来喂狗，以维持正常的工作流程。 3. 正确的初始化代码应包含`WDTCR = 0x1F;`这一行，它设置了看门狗的预定时钟分频因子，以便在预定的时间后才会复位。 喂狗，即清零看门狗计数器，是防止看门狗触发复位的关键操作。如果程序中没有定期执行`WDR()`，那么在看门狗计数到极限时，单片机会自动复位。喂狗的时间间隔取决于看门狗的配置，需要确保在程序可能出错的周期内进行。 关于喂狗的频率，如果循环体内的每个周期都在看门狗的复位时间以内，那么在每次循环结束后喂狗一次通常是足够的。但是，如果循环时间较长，可能需要在适当的地方插入喂狗操作，以确保看门狗在预期时间内复位。 AVR的看门狗有两种模式：软狗和硬狗。如果熔丝位没有设定，它是可编程的，可以通过软件控制开启或关闭。但如果熔丝位被设定，看门狗就变成硬狗，仅能清除，不能关闭，增加了系统的可靠性。 一个简单的AVR看门狗程序示例展示了看门狗如何在程序陷入死循环时自动恢复单片机的正常运行，通过LED闪烁指示复位。总结起来，AVR看门狗是一种关键的自我保护机制，对于确保单片机系统稳定性和故障恢复至关重要。