為應對日益復雜的處理任務，越來越多的應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，在許多對可靠性要求較高的應用中，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，本文將做詳細探討，并提供行之有效的參考設計電路。

微處理器多功能復位管理芯片

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

圖1. UM706 內部框圖

典型應用

UM706的一個典型應用如圖2所示。電路中，看門狗輸出與手動復位輸入相連，微處理的復位觸發(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，復位信號將反復被觸發(fā)，系統(tǒng)死鎖。

圖2. 典型應用

微處理器啟動過程中禁止看門狗

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

UM706的規(guī)格書指明，當看門狗輸入端WDI懸空或三態(tài)時，看門狗禁止，內部計數器停止計數，輸出端

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引腳控制模擬開關的通道選擇。

圖3. 利用SPDT模擬開關實現(xiàn)啟動過程中禁止看門狗

圖4. 啟動期間模擬開關狀態(tài)

圖5. 啟動完畢模擬開關狀態(tài)

微處理器啟動過程中的看門狗禁止周期設置

在某些應用中，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位信號讓系統(tǒng)重新啟動，這在網絡遠程啟動，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電路基礎上增加555定時器搭建的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，通過設置外部RC元件參數，可靈活設置看門狗的禁止周期，若系統(tǒng)在預先由RC元件設定的時長內未完成啟動，看門狗重新被使能，再經短暫的溢出周期后(UM706 看門狗溢出周期典型值1.6秒)，

輸出低電平，系統(tǒng)被復位，重新啟動，直至成功。

圖6. 利用555定時器設置看門狗禁止周期

原理分析：無論何種原因觸發(fā)復位信號，上電/掉電、按鍵接地或看門狗溢出，

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定時器內部比較器的同相端，該比較器的反相端通過內部分壓電路連接到

，此時

，該比較器輸出為0，即內部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COM選通到懸空通道NO，看門狗禁止。與此同時，555定時器內部放電開關管由導通態(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“緩慢”上升，如圖7所示?？撮T狗禁止周期 由R4和C1設定，

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， 的范圍為幾微妙到幾分鐘。但 越大，其精度和穩(wěn)定度也要下降。

當放電端電壓

，555定時器內部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定時器內部放電開關管由截止態(tài)變?yōu)閷☉B(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的應用電路，本質上是一種雙看門狗設計，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UM3157起到橋梁的作用，把兩部分巧妙的組合成一個有機整體。