2.2. Модуль сброса и синхронизации

Функцию сброса выполняет сторожевой таймер (watchdog) который используется для защиты МПС от зависания.

2.2.1. Сторожевой таймер

П ринцип работы сторожевого таймера следующий: МП периодически посылает на сторожевой таймер импульс, например, через какой-нибудь порт. Этот импульс говорит сторожевому таймеру, что МП функционирует нормально. При зависании МП импульсы на сторожевой таймер не поступают, и сторожевой таймер через определенное время вырабатывает импульс сброса для МП (рис. 11).

Рис. 11. Структурная схема включения сторожевого таймера

Выполнение данных действий обеспечивают ИС семейства ADM70X, которые представляют собой устройства мониторинга напряжения питания с генераторами сброса, предназначенные для использования в составе МП и других электронных систем, и предоставляют широкий выбор возможностей.

ИС ADM709 – это наиболее простой представитель данного семейства; данная ИС обеспечивает сигнал сброса длительностью 140 мс при включении питания или если напряжение источника питания понижается ниже определенного порога. ИС ADM709 имеют различные значения порогов срабатывания для работы в составе систем с напряжением питания от 3,3 до 5 В с различными допустимыми разбросами напряжения питания.

ИС ADM707 и ADM708 дополнительно имеют вход "ручного" сброса, выходы сигнала сброса с активным высоким и активным низким уровнем и дополнительный компаратор напряжения с уровнем порога 1,25 В. Этот компаратор может быть использован для обнаружения пропадания напряжения питания, для обнаружения разряда батареи или для мониторинга дополнительного источника питания. На рисунке 12 представлена функциональная схема включения ADM705/706.

Рис. 12. Функциональная схема включения ADM705/706.

ИС ADM705 и ADM706 обладают теми же возможностями, что и ADM707 и ADM708, но имеют только один выход сигнала сброса с активным низким логическим уровнем. Однако в этих ИС имеется сторожевой таймер, предназначенный для мониторинга активности процессора. Сторожевой таймер должен сбрасываться по сигналу от МП не реже чем один раз за период в 1,6 с, в противном случае ИС выдает сигнал сброса. Также сигнал сброса вырабатывается, если напряжение источника питания падает ниже порогового уровня.

2.2.2. Тактирование системы

Существует несколько способ задания тактовой частоты МП, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Первый способ - использование кварцевого резонатора, подключенного согласно схеме на рис. 13. Этот способ позволяет очень точно задать тактовую частоту процессора. Такой уровень точности требуется для организации интерфейса МП с другими устройствами или обеспечения точного хода часов реального времени.

Рис. 13. Тактирование микропроцессора с использованием

кварцевого резонатора

Схема синхронизации включает в себя задающий генератор, который определяет такт работы МП. Генератор может быть использован как внешний, так и внутренний. В последнем случае он входит в состав МП, а частота задается внешним элементом, например, конденсатором кварцевого резонатора.

Номиналы емкостей конденсаторов (С₁ и С₂) в данной схеме определяются производителем МП для конкретной резонансной частоты кварцевого резонатора.

Два основных недостатка этого способа синхронизации – необходимость подключения дополнительных компонентов и хрупкость кристаллов кварцевого резонатора. Оба этих недостатка могут быть устранены, если использовать керамический кварцевый резонатор. Керамические резонаторы существенно более стойки к ударной нагрузке, и многие из них имеют встроенные конденсаторы. Керамические резонаторы обычно имеют разброс частот порядка нескольких десятых процента (около 0,5%).

Другой способ синхронизации – это подача тактовых импульсов от внешнего генератора. При помощи внешнего тактового генератора можно задать любую частоту синхронизации.

Некоторые команды требуют для выполнения более одного командного цикла. Это затрудняет расчет времени выполнения программы.