看门狗 - PIC16F616单片机学习经验总结

　　7.看门狗

　　PIC16F616的看门狗WDT其定时计数的脉冲序列由片内独立的RC振荡器产生，所以它不需要外接任何器件就可以工作。而且这个片内RC振荡器与引脚OSC1/CLKIN上的振荡电路无关，即使OSC1和OSC2上的时钟不工作，WDT照样可以监视定时。例如：当PIC16F616在执行 SLEEP指令后，芯片进入休眠状态，CPU不工作，主振荡器也停止工作，但是，WDT照样可监视定时。当WDT超时溢出后，可唤醒芯片继续正常的操作。而在正常操作期间，WDT超时溢出将产生一个复位信号。如果不需要这种监视定时功能，在编程时，可关闭这个功能。

　　WDT的定时周期在不加分频器的情况下，其基本定时时间是18ms，这个定时时间还受温度、VDD和不同元器件的工艺参数等的影响。如果需要更长的定时周期，还可以通过软件控制OPTION寄存器（PSA位置1）把预分频器配置给WDT，这个预分频器的最大分频比可达到1∶128.这样就可把定时周期扩大128倍，即达到2.3秒。

　　WDT的预分频器是和Timer0所共用的，如果把预分频器配置给WDT，用CLRWDT和SLEEP指令可以同时对WDT和预分频器清零，从而防止计时溢出引起芯片复位。所以在正常情况下，必须在每次计时溢出之前执行一条CLRWDT指令喂一次狗，以避免引起芯片复位。当系统受到严重干扰处于失控状态时，就不可能在每次计时溢出之前执行一条CLRWDT指令，WDT就产生计时溢出，从而引起芯片复位，从失控状态又重新进入正常运行状态。

　　当WDT计时溢出时，还会同时清除状态寄存器中的D4位T0，检测T0位即可知道复位是否由于WDT计时溢出引起的。

　　8.比较器

　　PIC16F616有两个比较器：C1和C2，C1的结构比C2的结构要简单，下面我分别对这两个比较器的用法和特性作简要说明。

　　（4）比较器C1：它有一个独立的控制寄存器CM1CON0，通过这个寄存器可以对比较器C1进行一些设置。位C1ON可以控制C1的开启关闭，位C1OE 可以决定比较器的输出是从引脚输出还是内部输出，位C1POL可以选择比较器输出的极性，位C1R选择参考电压是链接到引脚C1IN+还是连接到 C1VREF，C1CH可以选择比较器负端从哪一个引脚输入的，位C1OUT存放了比较器的输出结果。

　　（5）比较器C2：它的控制寄存器CM2CON0的操作跟C1一样，但是比较器C2比比较其C1功能要强，因为它与Timer1挂上钩了，C2可以连接到 Timer1，而C1不能。当C2与Timer1相连接的时候，C2的输出可以设置成与Timer1的下降沿锁定，如果Timer1有分频，则比较器的输出与分频后的Timer1下降沿锁定，可以通过相关寄存器来进行设置。

　　（6）两个比较还有其它的功能，都能组成滞回比较器，这样就可以对输入电压有一定的滤波功能。两个比较器还可以形成一个SR锁存器。

　　由于在本项目中没有选择用比较器这个功能，所以在这里就不详细叙述其细节设置，但要注意的是在不用此模块的时候，要能够保证此模块不能影响其他模块的正常工作，可以把比较器功能关闭（通过寄存器CM1CON0、CM2CON0的CxON位置0来关闭）。

　　9.捕获/比较/PWM功能

　　PIC16F616具有捕获/比较/PWM的模块，下面来简单的介绍一下它们的功能。

　　这三个功能需要定时器的支持，捕获和比较功能需要定时器Timer1的支持，PWM功能需要定时器Timer2的支持。都有中断的功能，选择这三种功能的某一种功能可以通过寄存器CCP1CON来设置.CCP1CON的低四位CCP1M《3:0》可以通过不同的组合来开启某项功能和关闭所有功能，当CCP1M《3:0》=0000的时候，捕获/比较/PWM模块的所有功能被禁止。具体其他的不同组合实现的功能，请参考 PIC16F616的用户手册。

　　当选择捕获功能时，它可以捕获引脚CCP1发生的事件，同时把16位Timer1的计数值拷贝到CCPR1H:CCPR1L中来，引脚CCP1的发生事件可以指的是下列事件：CCP1引脚的每个上升沿或者下降沿、第四个上升沿、第十六个上升沿。可以通过寄存器CCP1CON的低四位CCP1M《 3:0》来设置是哪一种事件。当事件发生的时候，单片机会置中断标志位CCP1IF（寄存器PIR1上），如果中断被允许（寄存器PEIE的位 CCP1IE=1）的话，就会产生中断，中断标志位CCP1IF需要软件清零。

　　选择比较功能时，如果定时器Timer1的计数器值与寄存器CCPR1H:CCPR1L相等的话，将产生下面的事件：把引脚CCP1置1/0、产生一个中断、触发一个事件（把定时器Timer1的技术器TMR1清零，并且如果此时AD是允许的话，它将触发一次AD转换），这些事件可以通过寄存器 CCP1CON的低四位CCP1M《3:0》来设置是哪一种事件。

　　当选择PWM功能时，通过设置PR2、T2CON、CCPR1L、CCP1CON这四个寄存器，模块可以产生不同占空比的PWM波形。具体的设置和占空比的计算请参考手册。

　　如果我们不需要这些功能，可以把这个模块关闭掉（设置CCP1M《3:0》=0000即可）。

　　10. 复位、中断和睡眠

　　（1）复位

　　PIC16F616包括这样的几个复位功能，上电复位（Power-on）、硬件复位、欠压复位（Brown-out）、看门狗复位。

　　关于上电复位POR，大家都不陌生，单片机在上电的时候保持复位直到电压能够满足其正常的工作电压，同时你可以通过对CONNFIG（编译器上即可设置）的设置，来开启Power-up Time，这个时间一般为64ms.

　　硬件复位可以通过MCLR引脚外界复位电路，即可实现硬件复位（将此引脚接低电平）。

　　欠压复位这个功能是可选的，也可以直接在编译环境中配置CONFIG寄存器来开启此功能。当此功能开启时，如果单片机在运行的时候，供电电压不足就会引起欠压复位，复位后单片机如果发现供电电压已经达到正常值的时候，会有一个64ms的延时，然后再运行程序。

　　关于看门狗的复位在看门狗部分已经说了。这里的一些复位还涉及到一些标志位。这些标志位分布在STATUS和PCON上面.STATUS上有两个位 TO、PD，当标志位TO=1时，表示表示已经操作了上电复位或者是执行了CLRWDT或者SLEEP指令，当TO=0时，表示发生了看门狗复位。当标志位PD=1时表示操作了上电复位或者是执行了CLRWDT指令，当PD=0时，表示执行了SLEEP指令.PCON上有两个标志位是POR和BOR，分别表示的是上电复位和欠压复位标志。具体的可以参看手册。

　　（2）中断

　　PIC16F616包括这样的几个中断源：RA2/INT引脚外部中断、RA端口电平变化中断、定时器Timer0、Timer1、Timer2溢出中断、比较器中断、AD转换中断、捕获/比较/PWM中断。

　　这些中断的允许位和中断标志位分别位于INTCON、PIE1、PIR1、IOCA这些寄存器里面，如果要开启相应的中断，就要置相应的中断允许位，开启总中断位（INTCON寄存器的GIE位），还要开启INTCON上的PEIE位（定时器0溢出中断、INT引脚沿中断和RA端口的电平变化中断除外）。

　　当中断发生的时候，相应的中断标志位就会置起来，同时总中断标志位GIE会被清零，保证在此时间内不会相应其他的中断，然后将当前的PC指针值压栈保存，以用来保证中断能正确的返回到原来执行的地方。然后PC指针指向中断向量地址0004H的地方，所以在编程序的时候，你可以在0004H的地址存一条跳转指令跳到你定义的中断服务程序里面去就可以了。如果在中断的时候想保存一些重要的寄存器的话，可以在中断程序的起始将其保存，然后在中断服务程序的末尾将其恢复即可。

　　要注意的是中断标志位不会自己清零，这就需要在编程的时候在软件上对其清零，否则的话，单片机不停的执行中断服务程序。如果你想要在以后的程序中还能产生中断的话，就要把总中断允许位GIE重新置位。

　　（3）睡眠

　　要想让单片机睡眠的方法很简单，执行一条SLEEP指令就可以了，如果看门狗允许的话，WDT就会被清零，但是还保持运行，寄存器STATUS的PD位将会置0，TO位将会置1，IO口还保持原来的状态，在睡眠状态下，不能驱动振荡器了。

　　有些事件可以将单片机从睡眠状态中唤醒：看门狗、RA口电平变化中断、外部复位引脚MCLK被拉低、RA2/int引脚沿中断、Timer1中断（必须工作在异步计数模式）、ECCP捕获模式中断、AD转换中断（时钟源必须为内部RC的时候）、比较器输出有变化，这些事件能够将单片机唤醒，其他的事件不能。

　　如果某项能唤醒单片机的中断已经开了，当总中断允许位GIE为1的时候，单片机被唤醒后可以进入中断程序中去，而当GIE位为0的时候，单片机也可以被唤醒，但是是执行下面的语句，而不能进入中断程序中去。

　　为了保证在执行SLEEP语句后看门狗能够清零，最好在SLEEP语句之前加一句清看门狗的语句CLRWDT.

　　相关型号资料：AT25020N-10SC2.7 MUX08FP IRFI9520G TS83C51RB2-MC

　　11. PIC单片机的一些电特性

　　VSS引脚的最大输出电流和VDD最大的输入电流为：90mA;

　　每个IO口的输出电流可达25mA，IO口总共输出电流可达90mA;

　　每个IO口是由两个保护二极管上下钳位的。当电压超过VDD和VSS的时候，二极管最大能承受20mA的电流;

　　IO口输入漏电流最大为±1uA，引脚MCLR和OSC漏电流最大为±5uA;

　　PORTA内部弱上拉（若设置了此功能）电流最大为 400uA;

　　IO口输出低电平为0.6V，输出高电压为VDD-0.7V;

　　12. 编程注意事项及技巧

　　在编程调试后和根据网上的一些资料和经验，我注意到了一些在编程的事项和技巧，通过这些设置，可以使系统更加稳定的工作，现在总结如下：

　　（1）在设置端口的时候，先将端口输出你想要预置的值，以免发生出示状态的不稳定，影响系统正常工作。虽然在当前还没有定义端口是输出还是输入状态，这样做总是好的。

　　（2）在开启某个中断功能的时候，最好将其中断标志位清一次零。

　　（3）在设计低功耗的时候，其中有些功能是比较耗电的，如果不用的话，一定要将其关掉。例如将IO口设置成输入并将其悬空，就会很耗电流;RA口设置弱上拉的时候如果引脚接地，电流会很大;欠压复位也是一个耗电大户。而看门狗开启时用的时钟源为内部的RC，不怎么耗电;AD转换耗电也不多。

　　（4）单片机里面的功能很多，在有些功能不需要的时候，一定要将其关闭（可以放在初始化程序之中），这样一来有利于程序的稳定性;二来可以省电，因为开启某个功能总是要电来驱动的。

　　（5）如果一个寄存器被多种功能所共用，建议只对相应位进行操作，例如用BCF、BSF、或、异或、与、非等指令，而不要整个的将其赋值，以免弄错了使其他模块受到干扰。