电压检测复位
为了防止系统在上电、突然掉电或者电网瞬间欠压引起嵌入式系统操作失误,更常用和有效的方法是采用具有复位信号输出的电压监测电路。电压监测电路提供多种保护功能:在系统上电、瞬间欠压时提供系统复位信号;系统突然断电、瞬间欠压时输出监测信号,以供系统实施保护措施,如数据保护、I/O安全设置;可连接备用电源,保证备用电源的投、切控制。
对于供电系统的容差范围较大、压值精度较低的情况,或者是遇到电网长期工作在欠压状态下时,可能会造成系统在正常工作条件下频繁复位。这种情况更应该监控电源电压,当监测到电压波动时,监控芯片向处理器发送电压异常信号,处理器响应该信号并中断正在运行的程序,进入掉电保护子程序,设置复位状态寄存器,避免下次上电时由于寄存器状态错误而无法启动上电复位。
电压监测复位,可以解决电源毛刺等造成系统不稳定。复位电路可以采用分立元件搭建,目前常用专用集成电路芯片,阈值电压和复位信号有些可通过编程修改。图4是一个典型的电压监控复位芯片与微处理器的连接图。
4 看门狗复位
看门狗复位(即程序运行监视复位)可保证程序非正常运行时能及时进入复位状态。看门狗分硬件看门狗和软件看门狗。
4.1 硬件看门狗复位
硬件看门狗的基本原理是,为电路提供一个用于监视系统运行的信号线,当系统正常运行时,应在规定的时间内给信号线提供一个特定信号;如在规定的时间内无这个信号,自动复位电路就认为系统运行不正常,并重新对系统进行复位。具体方式是通过处理器的定时复位计数器来实现。此复位电路的可靠性还与软件有关,即将向复位电路发出脉冲的程序放在何处,在哪里插入“喂狗”指令,需作优化。
硬件看门狗复位主要有三种形式:使用内部带WDT功能单元的电路,外部增设WDT电路和专用集成WDT芯片。图5是一个看门狗芯片的工作方式图。