关于“请问看门狗复位后，RAM 中的数据会清空吗？”的讨论(续)

machao

来自liqu：

  “我也想，不是马老师总结的不全面，就是文不对题，跑题了。

    RAM的掉电保护和看门狗复位RAM的处理是不同的两个问题。

    看门狗是为了程序跑飞和电压过低能自动恢复用的，在单片机工作时，大部分是受干扰跑飞。若真是掉电很长时间，与上电是没有区分的，程序从头执行，没有上电标志。若跑飞，则有上电标志，只是部分初始化。”



   我在对这个问题回答时，首先讲到：这个问题问的很含糊，关键是你要做什么？

我认为liqu的“RAM的掉电保护和看门狗复位RAM的处理是不同的两个问题。”结论并不完全正确。从一般情况，或MCU的功能上讲，RAM的掉电保护和看门狗复位是处理不同的两个问题。但把这两个问题放在一起的话，他们就有联系了。



    考虑RAM数据的掉电保护，一般用于掉电处理，其目的是保护重要的运行数据，使系统再次启动运行时，能接前次状态继续，而不是从头开始（这里的头，不是指程序的头）。这是个有深度的功能设计，它包括硬件和软件两方面的配合。我认为，MCU不是以正常方式复位（指系统正常掉电后在上电），MCU中RAM的数据都是不可靠的。看门狗复位（程序跑飞）和低电压检测复位（突然掉电或电源波动）是随机的，你知道在看门狗复位前的一刻，跑飞的程序有无改写的RAM？系统的突然掉电或电源波动引起低电压检测复位时，RAM中关键的数据处理完了吗？尽管RAM有掉电保护，但其中的数据并不完整或正确，换句话说，RAM中数据是保护了，但保护的数据可能是不正确的。



    RAM数据的掉电保护，一般采用的方法有：

    1. 扩展外接采用带电池保护的RAM

    2. 扩展外接铁电RAM

    3. 利用EEPROM（有写入次数的限制，一般10万次，因此仅在必要前，如掉电前写入）



    不管使用以上何种器件，还是不能安全的保护数据。如程序正在写入RAM重要的数据，数据是一组相关的，但程序没写完整突然掉电了，此时你的保护数据根本是无效的，不完整的。因此，还需要掉电予警电路（类似UPS），在我的“AVR串口多机通讯模式的问题”中的主机电路中，就是这样的设计。当然软件上还要有相应的处理方法配合。《M128》中也给出设计参考和思路，如下：



    本小节给出一个使用片内E2PROM实现系统断电保护的应用设计实例。其主要功能为当系统掉电时，将系统运行的一些重要数据保存在片内的E2PROM中。系统再次上电后，读取E2PROM中的运行数据，从上次断电处继续运行。

    本系统程序运行的重要标志和数据共计有30个字节，这些数据不能在程序正常运行中写入E2PROM，这会很快使E2PROM失效，因为E2PROM的写入次数是有限的。因此，数据写入E2PROM的时间应该是在断电的前一刻。写入E2PROM一个字节的时间为8ms，那么写入30字节的时间约需要240ms。在硬件设计上就需要有一个掉电予检测电路，它能在掉电前的300ms通知MCU进行掉电保护处理，硬件电路见图。





                                  图 掉电予检测电路

       

    在图中9V电源通过极性保护二极管D1由模块7805稳压到5V提供系统电源。电源监控芯片IMP809-L的监控电压为4.6V，当R1、R2分压点的电压低于4.6V时，在R脚上产生低电平，使AVR进入INT0中断。稳压二极管D2的作用是保护IMP809-L。

    电路工作原理为：AVR设置BOD检测电压为2.7V，允许BOD，即系统电压掉到2.7V时AVR停止工作。当外部供电电压由9V跌落到7V时，7805已不能工作，AVR靠大电容C1的储能可以继续工作一段时间。此时R1、R2分压点的电压已降为4.6V，IMP809-L的R脚输出低电平，使AVR进入INT0中断，INT0的中断服务程序开始备份重要数据到E2PROM中。

    电路中储能电容C1的值应足够大，当IMP809-L在4.6V输出低电平时，要能够保证维持VCC的电压大于2.7V的时间超过300ms，使AVR有时间做紧急处理和备份数据。电容C2的值应合适，太大时会使掉电监测滞后，太小抗干扰性差。

    在INT0掉电保护中断服务程序中，应按以下的步骤和过程处理：

  1)紧急处理，关闭所有外部器件的工作，最大程度的减少系统对电源的消耗，如关闭LED显示等；

  2)备份重要数据到E2PROM中；

  3)循环检测INT0引脚是否为高电平。如为高电平则转到4执行；如果确实掉电，INT0电平一直为低，程序安全在此处终止；

  4)延时一段时间；

  5)再次检测INT0引脚电平。为低电平时转到3执行，再次循环检测；为高电平时执行6（表示电源受到干扰或短时掉电，现已经恢复正常）；

  6)恢复外部器件工作；

  7)中断返回。



     需要说明的是：

1 本设计没有考虑程序跑飞，看门狗复位的情况，发生这种情况，系统只能从头开始工作。我的观点，你的系统经常程序跑飞，靠看门狗复位，那么RAM保护没有多大的意义，不是万无一失的。

2 MCU复位后，再次启动当然首先从程序的头步执行（ROM的0000H），初始化必要寄存器等，但接下来的运行就要看实际的需要了。

3 这个设计思想，我多次应用在实际的产品设计中，经过验证和实际使用是可靠的（针对掉电、包括突然掉电以及电源波动时数据的保护）。

hotpower

自带小凳听马老师上课。。。



不过学生我也是将其放在首位的，否则决不选此MCU或其C编译器。。。



因为工控首要问题就是马老师的主题。

kiki

好像在大学里上课!

hotpower

这个命题太重要



    RAM数据的掉电保护，一般采用的方法有：

    1. 扩展外接采用带电池保护的RAM

    2. 扩展外接铁电RAM

    3. 利用EEPROM（有写入次数的限制，一般10万次，因此仅在必要前，如掉电前写入）



    不管使用以上何种器件，还是不能安全的保护数据。如程序正在写入RAM重要的数据，数据是一组相关的，但程序没写完整突然掉电了，此时你的保护数据根本是无效的，不完整的。





在1.中我一般喜欢用法拉电容，当然RAM数据保护时间不长，但对3.有利。



说实话，这个命题太难。。。但我一般做得还可以。



我从来就认为此主题就是RAM掉电保护问题。而非什么RAM清空问题。



看门狗复位后，RAM 中的数据会清空也不会被清空，就看“拦截”要求了。

如果做不到就回家“卖豆腐”去吧。。。

testcode

求教:马老师说"写入E2PROM一个字节的时间为8ms，那么写入30字节的时间约需要240ms"

不知是否AVR的E2PROM有类似Page Write功能,可以节省写入时间。

hotpower

“锁定”马老师的“行踪”太难了，想当他的学生更难。。。（无课程表与上课地点）

baplmqj

本论坛：　　贴子主题：看大片，论单片机程序的坚固性。



电影给了我们一个新的思路：



程序在运行中，不断检查出现的小的异常情况，当异常情况累积到一定数量时，则保存重要的数据后由看门狗主动重启系统。系统在主动的重启后，根据保存的数据恢复运行状态。



当然，会有困难：在小系统上，我们很难准确的知道：什么时间重启系统为合适，什么时间为必须完全重启。



在论坛上也拜读关于：“看门狗复位后，RAM 中的数据会清空吗？”的讨论。



我认为答案应该是很明确的： 看门狗复位并不会改变RAM中的数据。

这是硬件常识：不管你是看门狗复位、手动复位还是BOD复位，只要RAM没断电， RAM中的数据就不会改变，除非有程序改写了它。

原问题问得很初级。



可能大家主要还是用C编程的偏多的原因吧？如果用汇编，应该就不会有这个问题，RAM中数据进不进行初始化受控于用户。



这是硬件常识：不管你是看门狗复位、手动复位还是BOD复位，只要RAM没断电， RAM中的数据就不会改变，除非有程序改写了它。

  

我发表菜论：

就是在C语言中也一样！！！我没加任何措施！前一段时间我调试我的系统，不管是看门狗复位、手动复位还是BOD复位，还有拔掉电源８分钟（有2000UF滤波电容）再通电前一次输入到RAM中的数据没有改变！！！

lanmp

要是超过8分钟的，不能不管阿

avrboy

baplmqj 菜菜的總結比馬老帥說明的來的直接了當!

bucker

baplmqj 菜菜：和马老师的观点相比，你忽略了一个问题，你并不知道复位时CPU在做什么，加入复位的时候CPU恰好在写某RAM，或者在写一个字的第一个字节后，第二字节还未写入，发生了复位，你能说不影响RAM的数值吗？我认为要想真正地解决问题是很难的，因为你无法预测何时发生复位，如果发生的事掉电，比较好办一些，发生了程序跑飞死机，由人工或看门狗复位，你又怎么知道在此之前程序是否物写了RAM？

xiao_2873320

经典~~~!值得借鉴~!

823032003

经典~~~!