如何避免單片機死機

一、振蕩器停止振蕩

又可以分為電源電壓不穩(wěn)，或者強干擾引起的振蕩器停振。

二、PC指針跑飛

電源電壓不穩(wěn)或強干擾引起PC跑飛，如果看門狗不好，也會引起死機。

三、設(shè)計上對長引出線的IO沒有保護(hù)，靜電打在IO口上引起單片機死鎖，破壞了硬件邏輯功能，導(dǎo)致死機。

四、復(fù)位收到干擾，引起反復(fù)復(fù)位，在反復(fù)復(fù)位當(dāng)中有可能會導(dǎo)致死機。綜上所述：

設(shè)計電路時，應(yīng)該注意：
1.電源穩(wěn)定
2.IO保護(hù)
3.振蕩器PCB布線要注意
4.復(fù)位電路設(shè)計和PCB布線
5.電源，信號線干擾路徑的保護(hù)，加濾波TVS等
6.高速信號輸出遠(yuǎn)離信號輸入端，如SPI總線，I2C總線布線要遠(yuǎn)離ADC，復(fù)位，時鐘等布線處，以及其他模擬前端。

一家之言，歡迎糾正

電源電壓的地不穩(wěn)定造成電源電壓瞬間負(fù)電壓導(dǎo)致單片機故障程序不發(fā)運行。

我的理解：

1、"跑飛"是因為程序隱患或外部干擾引起的誤動作，致使PC被寫入"出界"數(shù)據(jù)，跑到了RAM區(qū)，或者跑到了FLASH的空白區(qū)。如果PC指向了RAM區(qū)，哪情況就不好說了!因為程序譯碼器可能得到任意譯碼結(jié)果。如果PC指向了FLASH空白區(qū)，則可以事先將所有FLASH空白區(qū)填入某個你想要的數(shù)據(jù)，迫使程序譯碼器在這里翻譯出你想要的指令，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理。在IAR Workbench中好象有在空白區(qū)填充數(shù)據(jù)的設(shè)置。

2、"死機"是指PC進(jìn)入了"死循環(huán)"，或者是MCLK等于近似為零的值。此時，要想救活MCU，非外狗不可。

*程序運行過程中，如果MCU電源出現(xiàn)問題(電源供電問題，或其它外部電路引起的電源擾動)，比較容易出現(xiàn)"跑飛"現(xiàn)象。程序跑飛應(yīng)該是PC出錯；軟件和硬件都可能出這樣的問題。

死機應(yīng)該是CPU根本沒有運行，多是硬件方面的問題造成的，比如POR復(fù)位不成功，430比較容易出現(xiàn)掉電不完全后重新上電。

有了看門狗就不會死機？

死機是指CPU的程序指針進(jìn)入一個死循環(huán),無法執(zhí)行正常的程序流程。其外在表現(xiàn)常常是：正常功能喪失,按鍵無響應(yīng),顯示凝固。單片機死機后,只有復(fù)全才能走出死循環(huán),執(zhí)行正常的程序流程。眾所屬知,克服死機的最有效手段是加看門狗(WatchDog)。

目前用得最廣泛的看門狗實際上是一個特殊的定時器DogTimer。DogTimer按固定速率計時,計滿預(yù)定時間就發(fā)出溢出脈沖使單片機復(fù)位。如果每次在DogTimer溢出前強行讓DogTimer清零,就不會發(fā)出溢出脈沖。清零脈沖由CPU發(fā)出,在單片機程序中每隔一段語句放一個清DogTimer的語句--FeedDog語句,以保證程序正常運行時DogTimer不會溢出。

一旦程序進(jìn)入一個不含F(xiàn)eedDog語句的死循環(huán),DogTimer將溢出,導(dǎo)致單片機復(fù)位,跳出這個死循環(huán)。本文稱這種看門狗為典型看門狗,典型看門狗已被集成比,如MAX706、MAX791等[1];還有許多單片機本身集成了這種看門狗,如PIC16C57、MC68HC705等,

有一個錯誤觀點：加了看門狗,單片機就不會死機。實際上,看門狗有時間會完全失效。當(dāng)程序進(jìn)入某個死循環(huán),而這個死循環(huán)中又包含F(xiàn)eedDog語句,這時DogTimer始終不會溢出,單片機始終得不到復(fù)位信號,程序也就始終跳不出這個死循環(huán)。針對這一弊端,筆者設(shè)計了雙對限看門狗和定時復(fù)位看門狗。

雙時限看門狗有兩個定時器;一個為短定時器,一個為長定時器。短定時器定時為T1,長定時器定時為T2,0

這樣,當(dāng)程序進(jìn)入某個死循環(huán),如果這個死循環(huán)包含短定時器FeedDog語句而不包含長定時器FeedDog語句,那么長定時順終將溢出,使單片機復(fù)位。巧妙安排長定時器FeedDog語句的位置,可保證出現(xiàn)死機的概率根低。在水輪發(fā)電機組微機控制裝置中的對比應(yīng)用證明了這一點。

目前幾乎所有的看門狗都是依賴于CPU(依賴于CPU FeedDog)。這可以比作：一個保險設(shè)備能否起到保險作用還依賴于被它保護(hù)的對象的行為。顯然,依賴于CPU的看門狗是不能保證單片機在分之百不死機的。

在絕對不允許死機的裝置中,筆者設(shè)計了一種完全不依賴于CPU的看門狗--定時復(fù)位看門狗。定時復(fù)位看門狗的主體也是一個定時器,到預(yù)定時間就發(fā)出溢出脈沖,此溢出脈沖使單片機強行復(fù)位。定時復(fù)位看門狗不需要CPU FeedDog。

簡言之,定時復(fù)位看門狗就是定時地讓單片機強行復(fù)位。這樣,即使裝置死機,其最大死機時間也不會大于定時器定時時間。顯然,只要硬件完好,這種看門狗百分之百地保證了單片機不會長時間死機。

在智能電表(包括IC卡電能表、復(fù)費率電能表、多功能電能表)中采用了定時復(fù)位看門狗,每1秒讓CPU強行復(fù)位,迄今數(shù)十萬電表運行了近五年,無一例死機報告。