為應(yīng)對日益復(fù)雜的處理任務(wù)，越來越多的應(yīng)用會使用微處理器搭載各種操作系統(tǒng)的方案。操作系統(tǒng)的啟動周期一般在十幾秒，有的甚至在一分鐘以上。另外，為保證在程序跑飛時系統(tǒng)可自恢復(fù)，在許多對可靠性要求較高的應(yīng)用中，外置看門狗定時器也是不可或缺的。此類定時器的溢出周期一般為一兩秒。由于微處理器與看門狗芯片是同步上電，在看門狗定時器的溢出周期內(nèi)微處理器必須提供脈沖信號來喂狗，但若系統(tǒng)未完全啟動，又無法提供脈沖信號，無脈沖信號，看門狗溢出，系統(tǒng)復(fù)位……如此會進入死鎖狀態(tài)。

　　在微處理器超長啟動周期中，如何有效的管理外部看門狗，本文將做詳細(xì)探討，并提供行之有效的參考設(shè)計電路。

　　微處理器多功能復(fù)位管理芯片

　　以UM706為例，這是一款微處理器多功能復(fù)位管理芯片，集看門狗定時器、按鍵復(fù)位、上電/掉電復(fù)位、電壓跌落預(yù)警等多種功能于一身，內(nèi)置抗干擾電路，性能穩(wěn)定可靠，適合對可靠性要求高的應(yīng)用場合。

　　圖1.UM706內(nèi)部框圖

　　典型應(yīng)用

　　UM706的一個典型應(yīng)用如圖2所示。電路中，看門狗輸出與手動復(fù)位輸入相連，微處理的復(fù)位觸發(fā)信號可以是上電/掉電、按鍵接地或看門狗定時器溢出。該電路非常簡潔，可同時對多種復(fù)位信號進行管理，但是缺點也很明顯，就是前文提到的，若微處理器啟動周期超出看門狗溢出周期，復(fù)位信號將反復(fù)被觸發(fā)，系統(tǒng)死鎖。

　　圖2.典型應(yīng)用

　　微處理器啟動過程中禁止看門狗

　　針對圖2應(yīng)用電路的不足，巧妙的增加一個SPDT（單刀雙擲）模擬開關(guān)UM3157，可以實現(xiàn)在微處理器啟動期間禁止看門狗。

　　圖3.利用SPDT模擬開關(guān)實現(xiàn)啟動過程中禁止看門狗

　　UM706的規(guī)格書指明，當(dāng)看門狗輸入端WDI懸空或三態(tài)時，看門狗禁止，內(nèi)部計數(shù)器停止計數(shù)，輸出端WDO將保持高電平。充分利用這一特性，處理器啟動期間，通過模擬開關(guān)使WDI選通到懸空通道（如圖4所示），看門狗禁止，不影響系統(tǒng)正常啟動；待系統(tǒng)啟動完畢，連接EN的I/O引腳輸出控制電平，使WDI選通到另一I/O引腳，看門狗使能，實現(xiàn)正常的喂狗操作（如圖5所示）。另外，需特別注意的是，一般處理器上電后，I/O引腳默認(rèn)輸出高電平或低電平，無論哪種情況，只需保證啟動期間WDI懸空即可，故圖3中NC與NO引腳哪個懸空，哪個接處理器I/O，視具體情況而定。

　　圖3的應(yīng)用電路，可以說非常實用，UM3157為SOT363封裝，尺寸僅2mm*2mm，成本非常低，占用處理器資源也很少，只需一根額外的I/O引腳控制模擬開關(guān)的通道選擇。

　　圖4.啟動期間模擬開關(guān)狀態(tài)

　　圖5.啟動完畢模擬開關(guān)狀態(tài)

　　微處理器啟動過程中的看門狗禁止周期設(shè)置

　　在某些應(yīng)用中，客戶希望啟動過程也要在看門狗的監(jiān)控中，也就是說萬一系統(tǒng)啟動失敗，看門狗可以自動輸出復(fù)位信號讓系統(tǒng)重新啟動，這在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動，無人值守的狀況下非常必要。為實現(xiàn)這一目的，要求看門狗溢出周期至少要比系統(tǒng)啟動周期長，但實際上市面上基本沒有溢出周期一分鐘以上的看門狗芯片。

　　如圖6所示，在圖3電路基礎(chǔ)上增加555定時器搭建的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，通過設(shè)置外部RC元件參數(shù)，可靈活設(shè)置看門狗的禁止周期，若系統(tǒng)在預(yù)先由RC元件設(shè)定的時長內(nèi)未完成啟動，看門狗重新被使能，再經(jīng)短暫的溢出周期后（UM706看門狗溢出周期典型值1.6秒），WDO輸出低電平，系統(tǒng)被復(fù)位，重新啟動，直至成功。

　　圖6.利用555定時器設(shè)置看門狗禁止周期

　　原理分析：無論何種原因觸發(fā)復(fù)位信號，上電/掉電、按鍵接地或看門狗溢出，RESET輸出0電平，即555電路TRIG引腳的輸入信號vi為0電平，由于vi連接至555定時器內(nèi)部比較器的同相端，該比較器的反相端通過內(nèi)部分壓電路連接到1/3VCC，此時vi<1/3VCC，該比較器輸出為0，即內(nèi)部RS觸發(fā)器的置1端為0，則RS觸發(fā)器輸出1，OUT引腳輸出1，vo為1，模擬開關(guān)COM選通到懸空通道NO，看門狗禁止。與此同時，555定時器內(nèi)部放電開關(guān)管由導(dǎo)通態(tài)變?yōu)榻刂箲B(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)器進入暫穩(wěn)態(tài)，電容C1開始充電，放電端電壓vc&ldquo;緩慢&rdquo;上升，如圖7所示?？撮T狗禁止周期Tw由R4和C1設(shè)定，

　　通常R的取值在幾百歐姆到幾兆歐之間，電容的取值范圍為幾百皮法到幾百微法，Tw的范圍為幾微妙到幾分鐘。但Tw越大，其精度和穩(wěn)定度也要下降。

　　當(dāng)放電端電壓vc>2/3VCC，555定時器內(nèi)部RS觸發(fā)器置0端為0，RS觸發(fā)器輸出0，vo=0，模擬開關(guān)COM選通到通道NC，看門狗使能，若啟動正常，微處理器可正常喂狗。與此同時，555定時器內(nèi)部放電開關(guān)管由截止態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通態(tài)，單穩(wěn)觸發(fā)器進入穩(wěn)態(tài)。

　　圖7.單穩(wěn)觸發(fā)器波形

　　圖6的應(yīng)用電路，本質(zhì)上是一種雙看門狗設(shè)計，處理器啟動過程中利用555定時器，對啟動過程進行長看門狗周期管理；待啟動完畢，電路自動切換至UM706內(nèi)部看門狗，對程序運行進行短看門狗周期管理；其中，模擬開關(guān)UM3157起到橋梁的作用，把兩部分巧妙的組合成一個有機整體。