在嵌入式系统和单片机（MCU）设计中，为了保证系统的可靠性，常常会引入“看门狗”机制。看门狗是一种硬件或软件的重启保护装置，它能在系统出现异常或死机时自动恢复系统正常运行。

什么是看门狗？

看门狗（简称WDT）是一种定时器，专门用来监控系统的正常运行。当系统运行正常时，软件会定期“喂狗”（Reset Watchdog，刷新定时器），重置看门狗计数器，使其不要超时。一旦系统出现死循环、程序卡死、异常故障时，就无法及时“喂狗”，导致看门狗计时器超时，从而触发重启系统的动作。

看门狗的工作原理

初始化：

在系统启动时，单片机初始化看门狗定时器，设置超时时间。

“喂狗”操作：

在正常操作中，软件会周期性地写入特定的指令（称为“喂狗”或“重置”），重置看门狗计数器，防止其超时。

计时和检测：

看门狗定时器计数器开始倒数，当达到预设超时时间时，触发超时事件。

超时处理：

超时后，看门狗会自动发出复位信号，强制重启单片机，以保证系统重新进入正常状态。

看门狗的作用

保证系统的连续性和稳定性：当程序卡死或发生严重故障时，看门狗会自动重启系统，减少停机时间。

提高系统的可靠性：尤其在无人值守或关键任务场景，确保系统不会因为软件异常而完全失控。

简化故障检测：通过复位机制，可以快速恢复正常工作状态。

实现方式

单片机的看门狗一般是硬件实现的，也有部分支持软件模拟。

1. 硬件看门狗

作为芯片内置的专用模块，具有独立的计时器和复位电路。

通常需要在代码中定期“喂狗”信号，重置计数器。

2. 软件看门狗

通过定时中断或主程序中的定时检测实现。

实现较复杂，但对于某些特殊系统也常用。

配置和使用

设置超时时间：根据系统特性选择合适的超时时间。

周期性“喂狗”：确保在正常运行条件下，软件能在超时之前刷新看门狗。

异常处理：在看门狗超时后进行相应的异常处理或日志记录。

单片机的看门狗是一项关键的安全保障机制，能有效防止系统因程序异常而崩溃。正确配置和使用看门狗，不仅能够提升系统的可靠性，也为嵌入式应用的稳定运行提供了坚实的保障。

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