运作原理

要实现看门狗功能，微处理器被设定在以特定时间间隔对看门狗定时器(WDT, Watchdog Timer)电路送出重置脉冲，如果在设定时间过后看门狗定时器没有切换，那么就会送出一个脉冲给微处理器来警告错误的发生，这个警告信号可以当作微处理器的重置信号，或者做为送到微处理器不可屏蔽中断(NMI, Non-Maskable Interrupt)输入的脉冲，错误可能来自于程序代码执行错误，或者是产生看门狗定时器脉冲时序电路的问题。本篇文章将介绍一些新的监测芯片，它们不仅会在看门狗定时器切换变化太慢时发出警告，也会在太快时警告微处理器以提供更高的安全性，也就是说，用户可以指定两个时间范围，而两个时间之间的差别就形成窗格型看门狗定时器。

要实现看门狗功能，微处理器被设定在以特定时间间隔对看门狗定时器(WDT, Watchdog Timer)电路送出重置脉冲，如果在设定时间过后看门狗定时器没有切换，那么就会送出一个脉冲给微处理器来警告错误的发生，这个警告信号可以当作微处理器的重置信号，或者做为送到微处理器不可屏蔽中断(NMI, Non-Maskable Interrupt)输入的脉冲，错误可能来自于程序代码执行错误，或者是产生看门狗定时器脉冲时序电路的问题。

《图一 描述较短时限(a)与较长时限(b)看门狗计时错误发生的时序图。》

这类看门狗定时器有三种运作模式选择，当它的切换动作发生时间早于较短时限，也就是tWDT< TWD1(min)时，那么就会在/WDPO接脚上触发一个低逻辑位准有效信号，长度约为1ms，如图一a。如果微处理器送出脉冲的时间晚于看门狗计时的较长时限tWD2，那么也会送出一个脉冲，如图一b。在微处理器正常运作的过程中，WDI接脚上看门狗定时器信号序列中第二个脉冲的下降缘会发生在tWD1之后与tWD2之前。

《图二 由看门狗定时器错误产生重置信号(a)以及实现手动重置功能(b)。》

对于MAX6323/MAX6324这类组件，tWD2 - tWD1窗格的大小足以将两个时间误差的影响降到最低，并带来在各种不同应用中实现看门狗定时器功能的弹性，除了窗格型看门狗功能外，这些芯片还会在电源启动、电源电压过低或电源关机时产生重置信号，目前这个产品系列提供有6款经过雷射调整的版本，符合2.32V到4.63V电压范围内±2.5%误差精确度要求的应用。

重置输出组态在MAX6323上为推挽式，MAX6324上则为开汲极，这两款组件都保证可以在VCC低达1.2V时还能提供有效的重置输出。如果监测组件必须与其他信号来源共享重置接脚，建议使用开汲极版本，如果监测组件的重置输出为微处理器重置接脚的唯一输入，那么推挽式版本就是较佳的选择，将推挽电阻连接到重置输出可以让输出在0V时依然有效。

《图三 这些实际波形描述了较短时限(a)与较长时限的错误情况》

MAX6323/MAX6324提供的另一个功能为去弹跳(de-bounce)手动重置，要避免微处理器在看门狗定时器发生错误时将有问题的数据写入RAM内存，部分应用需要能够发出重置脉冲的监测组件，要实现这个功能，只要简单地将/WDPO与/MR接脚相连即可，请参考图二a。手动重置同时也可以让操作人员在电源启动的情况下进行微处理器线路的测试，如图二b，当/WDPO连接到微处理器的NMI输入，同时看门狗定时器的时限超过时，微处理器可以选择等待用户的介入，例如在个人计算机的场合，或者是将软件的执行导引到另一个区段程序代码的开头以便从错误的状态中回复。

图三a为较短与较长时限错误的波形，对于较短时限，请注意WDT会在WDPO被放开后的第一个WDI下降缘开始计数，不过这样的情况并不适用于较长时限错误。

MAX6323/MAX6324组件提供有如图四中8个标准的窗格型看门狗版本，较窄且较短的看门狗窗格时限适合如汽车安全性等对于时间要求较严格的应用，反之对于速度较慢的应用，例如病患监测，就适合窗格较宽的版本。由于汽车应用需要窗格型看门狗功能，因此这两款产品提供了-40oC到125oC的工作温度范围，同时它们的重置功能也对于短时间的VCC电压瞬间变化具有抵抗的能力，要得到更高的抗干扰能力，我们可以在VCC接脚上连接小型的RC低通滤波器。

《图四 MAX6323/MAX6324组件中8个标准的窗格型看门狗版本》

应用

如前面所讨论，窗格型看门狗定时器非常适合希望以低成本达到更高阶微处理器监控功能的各种应用，举例来说，汽车应用电路通常会以相互监控的多重微处理器来实现超高安全性，MAX6323与MAX6324提供了低成本省空间的替代方案，例如在车轮稳定性控制上，由偏航角速度与加速传感器所提供的输入经过处理后可以用来决定系统如何在驾驶人无法控制的关键情况下介入煞车的控制。

《图五 采用离散方式实现窗格型看门狗定时器的范例。》

我们可以想象其它必须在某个特定时间区间内侦测事件发生的应用，图5为采用离散组件实现这个功能的电路，虽然为了简化，我们省略了定时器与单脉冲(one-shot)组件，但相当明显地，在不需外部组件协助的情况下，MAX6323/MAX6324芯片可以带来成本、尺寸以及设计简化等多重优势。

安全性是否真的足够？

将看门狗定时器窗格变窄，我们就可以达到更紧密的系统控制，如果窗格必须相当窄，那么可以使用两个MAX6324的组合，请参考图六，这个组态同时也提供了监控两个电压的弹性。其中F版本拥有最长39ms的时限，而G版本则拥有最短47ms的时限，保证/WDPO不被触发的看门狗定时器窗格时间为8ms，如果计时电路没有在这个短时间内对看门狗定时器进行重置，那么将会触发错误警告。

《图六 这个电路可以达成8ms的看门狗定时器窗格。》

另一个确保系统正常运作的方法是让微处理器与监测组件两者相互监控，请参考图七，其中微处理器端口的一个接脚P2被设定为高电位，因此会让高电位的OR闸失效，微处理器让MAX6323在/WDPO接脚发出脉冲，不管是在早于较短时限的时间对WPI接脚进行切换，或者完全不动作，接着/WDPO脉冲会由另一个输入接脚P1接收并视为确认信号，因此可以用来显示看门狗定时器是否正常运作。

《图七 这个电路让微处理器与看门狗定时器可以相互监控。》

美商美信(Maxim)公司也推出了MAX6369-MAX6374系列等可透过接脚控制的看门狗定时器产品，请参考图八，它们提供了可以控制启动延迟与看门狗计时时限的弹性，并带来看门狗定时器输出波宽与输出组态的选择，甚至可以在运作时重新规划组态。

《图八 Maxim公司可透过接脚控制看门狗计时芯片产品的功能方块图。》

结论

《图八 Maxim公司可透过接脚控制看门狗计时芯片产品的功能方块图。》