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。