現(xiàn)代電子設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性，往往需要引入一些硬件設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。其中，看門(mén)狗（Watchdog）是一種常用且重要的功能，一般指的是電子設(shè)備或電路中，用于監(jiān)控特定系統(tǒng)或應(yīng)用程序的運(yùn)行情況以保證其正常運(yùn)行。本文將簡(jiǎn)單探討看門(mén)狗的工作原理，以及它在電子設(shè)備中的應(yīng)用。

在智能家居、智能穿戴設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、車載系統(tǒng)等應(yīng)用中，這些系統(tǒng)具有復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)和軟件邏輯，容易受到外部環(huán)境的影響或意外故障的干擾。看門(mén)狗可以在系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)及時(shí)檢測(cè)到，并采取措施恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在需要高度穩(wěn)定性和可靠性的系統(tǒng)上。例如，硬盤(pán)、路由器和無(wú)人機(jī)等。很多電子設(shè)備的系統(tǒng)由多個(gè)硬件和軟件組成，并且運(yùn)作時(shí)間長(zhǎng)、耗能大、出現(xiàn)故障的可能性都比較大。這時(shí)，為設(shè)備配置看門(mén)狗電路，就可以確保設(shè)備故障時(shí)得到及時(shí)重啟，保證設(shè)備始終處于有效的運(yùn)行狀態(tài)。

什么是“看門(mén)狗”技術(shù)？

看門(mén)狗技術(shù)又稱“看門(mén)狗定時(shí)器”，是由技術(shù)人員為解決嵌入式系統(tǒng)中的軟件異常而提出的。在嵌入式系統(tǒng)中，一些關(guān)鍵的應(yīng)用程序往往需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，且整個(gè)系統(tǒng)必須高效、穩(wěn)定、可靠。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可能造成嚴(yán)重后果且不可逆，因此需要引入一種硬件保護(hù)技術(shù)來(lái)盡量減少這些故障對(duì)系統(tǒng)的影響。看門(mén)狗技術(shù)屬于硬件監(jiān)控技術(shù)的一種，它通過(guò)設(shè)置計(jì)時(shí)器進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)的掃描和檢查，以避免出現(xiàn)軟硬件異常。

看門(mén)狗的實(shí)現(xiàn)一般基于一個(gè)定時(shí)器，這個(gè)定時(shí)器在系統(tǒng)啟動(dòng)后被重置，并根據(jù)特定的超時(shí)時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)。超時(shí)時(shí)間指的是一段時(shí)間內(nèi)必須進(jìn)行喂狗操作，否則系統(tǒng)就會(huì)視為出現(xiàn)故障，在超時(shí)后，看門(mén)狗計(jì)時(shí)器會(huì)產(chǎn)生特殊的反應(yīng)，包括重置系統(tǒng)、關(guān)閉系統(tǒng)或其他緊急處理措施。

為什么需要看門(mén)狗？

在單片機(jī)中，看門(mén)狗技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)內(nèi)部或外部的計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一些的單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)集成了看門(mén)狗模塊，我們只需要配置好相應(yīng)的參數(shù)即可使用。而有些單片機(jī)則需要用外部元器件（如SP706S等）來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。

單片機(jī)中的看門(mén)狗技術(shù)通常通過(guò)內(nèi)置或外置的計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)，這需要許多硬件和軟件的配合。硬件上需要根據(jù)計(jì)時(shí)器模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路連接，并對(duì)看門(mén)狗的參數(shù)進(jìn)行初始化和設(shè)置。同時(shí)，軟件上需要編寫(xiě)相應(yīng)的保護(hù)程序來(lái)喂狗和執(zhí)行必要的保護(hù)操作。在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要根據(jù)各個(gè)廠商提供的技術(shù)文檔來(lái)確定調(diào)用各種函數(shù)的方式和參數(shù)值。

一種外置看門(mén)狗芯片

一種內(nèi)置看門(mén)狗的MCU系統(tǒng)框圖（部分）

看門(mén)狗技術(shù)是一種重要的系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)，有助于避免嵌入式系統(tǒng)或單片機(jī)出現(xiàn)異常或故障而導(dǎo)致的死機(jī)等問(wèn)題，保證電子設(shè)備正常運(yùn)行。在實(shí)際操作中，需要仔細(xì)地考慮具體的硬件架構(gòu)，以及與軟件設(shè)計(jì)的相互配合，保證看門(mén)狗的準(zhǔn)確控制。