Zigbee之旅（八）：几个重要的CC2430基础实验——看门狗

Zigbee之旅（八）：几个重要的CC2430基础实验——看门狗

一、承上启下

　　再好的操作系统，不管是现在的Win7还是以后Win8、Win9，总会出现BlueScreen的时候，更何况是小小的单片机呢~ 电气噪声、电源故障、静电放电等不可预知的原因，都可能造成嵌入式系统的运行出现异常。

　　而看门狗（Watch Dog），准确的说应该是看门狗定时器，则正是专门用来监测单片机程序运行状态的电路结构。其基本原理是：启动看门狗定时器后，它就会从0开始计数，若程序在规定的时间间隔内没有及时对其清零，看门狗定时器就会复位系统（相当于重启电脑），如下图所示（word画的，画得比较eggache~）：

　　下面我们就来介绍简单的看门狗应用方法：怎么放狗？怎么喂？若不喂，会出现什么情况？

二、看门狗的故事

（1）实验简介

　　若喂狗，系统正常运行；若不喂狗，系统不断重启。

（2）程序流程图

（3）实验源码及剖析

/*
    实验说明：看门狗实验，若不喂狗，系统一直重启。
*/

#include <ioCC2430.h>

#define led1 P1_0          
#define led2 P1_1          
#define led3 P1_2          
#define led4 P1_3    

/*系统时钟初始化
-------------------------------------------------------*/
void  xtal_init( void)
{
   SLEEP  &=  ~ 0x04;              //都上电
   while( !( SLEEP  &  0x40));      //晶体振荡器开启且稳定
   CLKCON  &=  ~ 0x47;             //选择32MHz 晶体振荡器
   SLEEP  |=  0x04;
}

/*LED初始化
-------------------------------------------------------*/
void  led_init( void)
{
   P1SEL   =  0x00;               //P1为普通 I/O 口
   P1DIR  |=  0x0F;               //P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 输出
  
   led1  =  1;                    //关闭所有LED
   led2  =  1;
   led3  =  1;
   led4  =  1;
}

/*看门狗初始化
-------------------------------------------------------*/
void  watchdog_Init( void)   
{
   WDCTL  =  0x00;               //看门狗模式，时间间隔一秒
   WDCTL  |=  0x08;              //启动看门狗
}

/*喂狗程序
-------------------------------------------------------*/
void  FeetDog( void)    
{
   WDCTL  =  0xa0;
   WDCTL  =  0x50;
}

/*延时函数（小于1秒。读者可以想一下，若大于1秒，会出现什么情况）
-------------------------------------------------------*/
void  Delay( void)
{
   unsigned  int n;
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
   for(n = 50000;n > 0;n --);
}

/*主函数
-------------------------------------------------------*/
void  main( void)
{
   xtal_init();  
   led_init();
   watchdog_Init();

   Delay();
   led1  =  0;          //点亮led1
  
   while( 1)
   {
     FeetDog();       //喂狗指令（加入后系统不复位，小灯不闪烁；若注释，则系统不断复位，小灯每隔1s闪烁一次）
   }
}

　　从上面的源码可以看出，看门狗的操作方法非常简单，整个过程仅涉及一个新的SFR，即 WDCTL。下面给出CC2430中文手册里对其的具体描述：

　　看门狗的使用可以总结为：选择模式 → 选择定时器间隔 → 放狗 → 喂狗

　　（1）选择模式：

　　看门狗定时器有两种模式，即“看门狗模式”和“定时器”模式。

　　在定时器模式下，它就相当于普通的定时器，达到定时间隔会产生中断（你可以在ioCC2430.h文件中找到其中断向量为WDT_VECTOR）；在看门狗模式下，当达到定时间隔时，不会产生中断，取而代之的是向系统发送一个复位信号。

　　本实验中，通过 WDCTL.MODE=0 来选择为看门口模式。

　　（2）选择定时间隔：

　　如上图所示，有四种可供选择的时钟周期，为了测试方便，我们选择时间间隔为1s（即令 WDCTL.INT=00 ）。

　　（3）放狗：

　　令 WDCTL.EN=1 ，即可启动看门狗定时器。

　　（4）喂狗：

　　定时器启动之后，就会从0开始计数。在其计数值达到32768之前（即<1s），若我们用以下代码喂狗：　　

   WDCTL  =  0xa0;
   WDCTL  =  0x50;　　

　　则定时器的计数值会被清0，然后它会再次从0x0000开始计数，这样就防止了其发送复位信号，表现在开发板上就是：LED1会一直亮着，不会闪烁；

　　若我们不喂狗（即把此代码注释掉），那么当定时器计数达到32768时，就会发出复位信号，程序将会从头开始运行，表现在开发板上就是：LED1不断闪烁，闪烁间隔为1s。（注：喂狗程序一定要严格与上述代码一致，顺序颠倒/写错/少写一句都将起不到清0的作用。）

CC2430 小贴士

做两点额外说明：

（1）在 看门狗模式 下，若看门狗定时器已经使能，则对WDCTL.EN置0是无效的（即此位不能起到停止定时器的作用）；

（2）在 定时器模式 下，可以对WDCTL.CLR[0]写1来对定时器清零；写0到使能位WDCTL.EN将停止定时器，而写1到使能位将重新启动定时器从0x0000开始运行。

（4）实验结果：

　　若加上FeedDog函数，运行代码，发现LED1一直亮着（系统不复位）；

　　若注释掉FeedDog函数，运行代码，发现LED1以1s的间隔闪烁（系统每隔1s复位一次）。

三、结语

　　本节介绍了看门狗定时电路的原理和使用方法。在实际应用中，若需要较高的可靠性，则可将看门狗运用到系统中。当系统因某种原因出现停机状况（不能喂狗了）时，没人喂的狗就会狂吠起来：“主人，有异常，有异常！”

　　对一个无线传感器网络来说，其运行时功耗的高低，是性能评价的至关重要的一方面。下一节，我们来讨论关于CC2430系统睡眠，以及其中断唤醒。