高二物理競(jìng)賽課件：電路程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)WATCHDOG

電路程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)（WATCHDOG)

電路程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)（WATCHDOG)如果彈飛的程序彈飛到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中，冗余指令和軟件陷阱就無能為力了。這時(shí)系統(tǒng)將完全癱瘓。解決方法：1）、手動(dòng)復(fù)位；

2）、采用程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)WATCHDOG特性：

1）、本身是能獨(dú)立工作的定時(shí)器，基本不依賴CPU工作。

2）、CPU在一個(gè)固定的時(shí)間間隔中和該系統(tǒng)打一次交道（喂一次狗），以表明系統(tǒng)“目前正?！薄?/p>

3）、當(dāng)CPU掉入死循環(huán)后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使系統(tǒng)復(fù)位。下頁(yè)2、指令冗余CPU受干擾后，往往將操作數(shù)當(dāng)作操作碼執(zhí)行，造成程序混亂。※當(dāng)程序彈飛到一單字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌；※當(dāng)程序彈飛到一雙字節(jié)指令上時(shí)，有可能落到操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)；※當(dāng)程序彈飛到一三字節(jié)指令上時(shí)，因其有兩個(gè)操作數(shù)，從而繼續(xù)出錯(cuò)機(jī)會(huì)更大。

應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，提高彈飛程序納入正軌的機(jī)會(huì)，這便是指令冗余。實(shí)現(xiàn)方法：在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。這些指令有：RET、RETI、LCALL、LJMP、JZ/JNZ、JC/JNC、JB/JNB、JBC、CJNE、DJNZ等。下頁(yè)如：利用減法比較兩無符號(hào)數(shù)的大小程序（數(shù)放A、B中）：無指令冗余程序： CLR C SUBB A,B JC BBIG NOP …BBIG:NOP …..有指令冗余的情況： CLR C SUBB A,B

NOP NOP JC BBIG NOP …BBIG:NOP …..指令冗余缺點(diǎn)：降低指令執(zhí)行效率PDVT1：……LJMPPINTRPDVT2：……LJMPPINTRPDVT3：……LJMPPINTRPDVT4：……LJMPPINTR；DVT1中斷服務(wù)；DVT2中斷服務(wù)；DVT3中斷服務(wù)；DVT4中斷服務(wù)中斷處理上頁(yè)下頁(yè)回目錄七、用軟件模擬第三個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)

在中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中定義兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)：高優(yōu)先級(jí)、低優(yōu)先級(jí)。有時(shí)設(shè)計(jì)要求需三個(gè)優(yōu)先級(jí)，這時(shí)，需設(shè)法為CPU增加一個(gè)新的優(yōu)先級(jí)。低優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序如下頁(yè)：上頁(yè)下頁(yè)回目錄40H41H42H43H44H*PCL*PCHPCL主PCH主IEPUSHIEMOVIE，#MASKLCALLLABELDVT1：…中斷服務(wù)…POPIERETLABEL：RETI;保護(hù)IE;置屏蔽字;調(diào)用子程序;執(zhí)行中斷服務(wù);恢復(fù)IE;子程序返回，真正的中斷返回;中斷返回，CPU被欺騙誤認(rèn)為返回主程序SP上頁(yè)回目錄SPSPSP*PCSPSP*PC低優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器“1”LABELLABEL:SPSP*PCCPU認(rèn)為已經(jīng)返主“0”SPPC返主SPSP又可被低級(jí)中斷請(qǐng)求中斷指令冗余特點(diǎn)：1、降低正常程序執(zhí)行的效率；2、可以減少程序彈飛的次數(shù)，使其很快納入程序軌道，使CPU按“操作碼、操作數(shù)”方式運(yùn)行，但不能保證失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后太平無事。因?yàn)閺楋w的程序已經(jīng)偏離正常順序，做了不該做的事。解決這個(gè)問題還要靠軟件容錯(cuò)技術(shù)，減少或消滅程序誤動(dòng)作。3、指令冗余使彈飛程序安定下來是有條件的，首先彈飛的程序要落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余的指令。當(dāng)程序彈飛到非程序區(qū)時(shí)，或彈飛的程序碰到冗余指令前已形成死循環(huán)，都會(huì)使冗余指令失去作用。3、軟件陷阱☆所謂軟件陷阱，就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將撲獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專門對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序?！钴浖葳逵扇龡l指令構(gòu)成：NOPNOPLJMP ERR ;ERR錯(cuò)誤處理程序入口☆軟件陷阱安排在下列四種地方：1）、未使用的中斷向量區(qū)2）、未使用的大片ROM區(qū)3）、表格區(qū)尾部下頁(yè)4）、程序區(qū)軟件陷阱安排在程序的斷裂點(diǎn)處，這類指令有LJMP、SJMPAJMP、RET、RETI，正常執(zhí)行的程序到此便不會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行，如果還要順序執(zhí)行，必然是出錯(cuò)了，就有必要設(shè)陷阱將其撲捉出來。如根據(jù)累加器A內(nèi)容的正、負(fù)、零情況進(jìn)行三分支的程序中，軟件陷阱的安置如下：JNZ XYZ……;零處理

LJMPABC

NOPNOPLJMPERRXYZ:JBACC.7,UVW……；正數(shù)處理

LJMPABC

NOPNOPLJMPERRUVW: ……；負(fù)數(shù)處理ABC:……；取結(jié)果

RET

NOPNOPLJMPERR回目錄計(jì)數(shù)器型WATCHDOG電路555振蕩電路

計(jì)數(shù)器ABQAQDRESETCLR74LS931000pF5.1k10k0.1uF10K10uF1kP1.78031下頁(yè)WATCHDOG電路構(gòu)成1、計(jì)數(shù)器形式；2