什么是看门狗定时器?看门狗定时器的作用
看门狗定时器是一种若在特定时间范围内未从处理器接收到周期性脉冲讯号，就会发出重设输出讯号的装置。其中一种应用这种装置的方法，是透过来自处理器的数字讯号输出(GPIO)回馈给外部看门狗定时器的看门狗输入(WDI)，如图1所示。TPS3851便是具有整合看门狗定时器的监控器，能够监控微控制器的电源轨，并透过外部方式监控从微控制器(MCU)发出的数字脉冲。
图1 TPS3851所提供的看门狗监控。
处理器周期性地向看门狗定时器发送一个脉冲，以表示系统软件的正常运作。若看门狗定时器在规定的时间范围(称为看门狗超时)内未接收到此脉冲，看门狗定时器将发出重设输出讯号。该重设输出讯号可以用于通知系统处理器出现了停机或冻结的情况，或重设处理器本身。图2所示为在看门狗超时期间内接收的脉冲，以及在超过看门狗超时之后所接收的脉冲。
图2 标准看门狗定时器的运作。
为何看门狗定时器如此重要？
看门狗定时器提供一种警报系统的机制，或重设一个软件历经冻结或停机的处理器。尽管没有人会刻意设计会冻结的软件，但优秀的系统设计人员还是会为故障做准备——因为未雨绸缪总是好的。若缺少这种监控，处理器可能会无限期地冻结，并导致更多的系统故障。像是TPS3851具有可调整超时间间隔的外部看门狗定时器，能够在几毫秒内辨识这些软件冻结，并适当地重设系统或处理器。因为要手动重设这些系统是不实际、甚至几乎是不可能的，因此这项功能在嵌入式或远程系统中更有其必要性。
如何在嵌入式系统运用看门狗定时器？
有两种主要的方式能够来实作看门狗定时器：
˙使用具有整合看门狗功能的处理器。许多微控制器如MSP430F5529系列具有整合看门狗的功能。它的价值在于非常容易实作，且不需要使用其他IC。然而，有一个重要的告诫：由于程序代码问题而导致的MCU故障可能无意中使看门狗定时器丧失功用，因此整合看门狗可能不会总是按预期的方式运作。同样地，虽然软件以内部看门狗能够侦测所有冻结或停机的方式编写，但是，采取额外的步骤以冗余方式监控看门狗输入可以帮助解决程序代码中不可预见的错误。
˙使用具有看门狗定时器的电压监控器。像是TPS3851或TPS3110具有看门狗定时器功能的监控器能够以外部冗余方式监控电源电压和看门狗讯号。若处理器的内部看门狗未能侦测到错误或缺失的脉冲，外部看门狗定时器将能发挥其他方式无法达到的侦测层级。
原则上，看门狗定时器的功能不会过于复杂；然而，其在维持系统可靠性的重要性也不容小觑，尤其是在系统发生错误、但是人为的系统重设是困难甚至是不能实现的情况下。
看门狗定时器是单片机的一个组成部分，在单片机程序的调试和运行中都有着重要的意义。它的主要功能是在发生软件故障时，通过使器件复位（如果软件未将器件清零）将单片机复位。也可以用于将器件从休眠或空闲模式唤醒，看门狗定时器对微控制器提供了独立的保护系统，当系统出现故障时，在可选的超时周期之后，看门狗将以RESET信号作出响应，像x25045就可选超时周期为1.4秒、600毫秒、200毫秒三种。当你的程序死机时，x25045就会使单片机复位。
大多数看门狗定时器IC产生一个单一的，有限的输出脉冲持续时间当看门狗超时。这适用于触发复位或中断微处理器，但有些应用需要输出(故障指示灯)的锁存器。
考虑到安全性问题，汽车电子系统需要监控电路监测故障容限或安全性。看门狗定时器可理想满足这类需求，通过对微控制器正常工作条件下产生的周期脉冲进行检测，侦测电路或IC的失效状态，一旦发生故障可立即切换到备份/冗余系统。
