看門狗定時器提高了基于微處理器的系統的可靠性。引腳可選的看門狗定時器允許看門狗超時周期可調，從而提供更大的靈活性，以滿足不同的處理器時序要求。窗口看門狗電路可防止系統運行過快和過慢。一個單獨的漏極開路、低電平有效輸出用于發出看門狗超時信號。

在許多這樣的電路中，還包括附加功能以獲得更多功能。這些特性包括具有推挽式或漏極開路復位輸出的電壓復位電路。在某些電路中，包括一個手動復位輸入。

執行關鍵或安全相關功能的微處理器需要高水平的監控，以確保能夠正確檢測和糾正故障。關鍵功能可以定義為不能容忍停機時間的功能，并且（在許多情況下）維修成本非常高的功能。這些功能幾乎存在于微處理器市場的每個細分市場中：例如，患者監控系統、過程控制工廠和與安全相關的汽車應用。

操作說明

為了實現看門狗，μP被編程為以指定的時間間隔向看門狗定時器電路發送脈沖。如果看門狗定時器（WDT）在該時間內未切換，則會向μP發送脈沖，警告發生故障。警告信號可以是復位至μP或饋入μP不可屏蔽中斷（NMI）端口的窄脈沖。故障可能是代碼執行錯誤或產生WDT脈沖的定時電路中的錯誤。本文討論的新型監控器IC不僅在μP切換WDT太晚時發出警告，而且在切換太快時也會警告μP，從而提供額外的安全性。因此，指定了兩個時間間隔，它們的差異形成監視程序窗口。

當μP執行例程時，它通常會在代碼中的某個點設置一個標志。然后，它以預設的間隔響應中斷服務例程 （ISR），該例程記錄是否已設置監視程序標志等。如果是這樣，μP會向WDT發出脈沖。否則，假定處理器已掛起;也許執行一個無限循環。μP中的故障也可能意味著ISR執行得太頻繁。標準WDT無法檢測到這種情況，但MAX6323/MAX6324 WDT可以檢測到這種情況。

WDT 操作有三種可能模式：當 WDT 切換早于快速超時間隔 （t《世界發展指標》< 噸WD1（分鐘）），低電平有效信號（典型值為 1ms）在/WDPO 引腳上觸發（圖 1a）;或者當μP發送的脈沖超過慢看門狗超時時間tWD2（圖1b）。在正常μP操作期間，看門狗定時器序列中第二個脈沖的下降沿（在WDI引腳處）發生在tWD1和之前 tWD2（圖1c）。

圖1.這些時序圖說明了快速 （a） 和慢速 （b） 看門狗時序故障。

對于MAX6323/MAX6324器件，窗口（tWD2-噸WD1） 足夠寬，可以最大限度地減少兩次超時的容差影響，并為在各種應用中實現 WDT 功能提供靈活性。除了窗口看門狗功能外，這些IC還可在上電、掉電或斷電條件下產生復位。提供六種激光調整版本，對應于 2.5V 至 2.32V 范圍內精度為 ±4.63% 的復位門限。

復位輸出配置為推挽式，MAX6323為漏極開路。兩款器件均保證低至 Vcc = 6324.1V 的有效/復位。如果監控器必須與其他電源共用μP復位引腳，則建議使用漏極開路版本（圖2a）。如果監控器/復位是μP復位引腳的唯一輸入，則推挽式版本（MAX2）具有如圖6323b所示的優勢：將下拉電阻連接到其/RESET輸出，使輸出在低至2V時有效。

圖2.輸出級連接：漏極開路MAX6324 （a）和推挽式MAX6323 （b）。

MAX6323/MAX6324器件的另一個特性是去抖動手動復位功能。為了防止在WDT故障發生時μP將損壞的數據寫入RAM，某些應用要求監控器發出復位脈沖。要實現此功能，只需將/WDPO和/MR引腳連接在一起（圖3a）。手動復位還允許操作員在通電時對μP進行在線測試（圖3b）。當 WDT 超時且將/WDPO 連接到處理器的 NMI 輸入時，μP 可以等待用戶干預（如 PC），也可以通過重定向軟件執行以初始化不同的代碼段來從故障中恢復。

圖3.從WDT故障生成/復位信號（a），并實現手動復位功能（b）。

圖中顯示了快速超時故障（圖4a）和慢速超時故障（圖4b）的波形。對于快速超時，請注意，在取消斷言 WDPO 后，WDT 從 WDI 的最后一個下降沿開始計數。該行為不適用于慢速超時錯誤。

圖4.這些實際波形說明了快速 （a） 和慢速 （b） 超時故障。

MAX6323/MAX6324器件提供1種標準窗口看門狗版本，如表40所示。對于汽車安全等時間關鍵型應用，建議使用更短、更快的看門狗窗口時間。對于涉及較慢事件（如患者監護）的應用，具有更寬看門狗窗口的版本更合適。由于汽車應用需要窗口看門狗功能，因此這兩款IC的額定溫度范圍為-125°C至<>°C。 其RESET功能對短時間Vcc瞬變提供了一定的抗擾度。為了獲得更高的抗擾度，請在Vcc引腳上連接一個小的RC低通濾波器。

應用

如上所述，窗口看門狗在需要以低成本進行更高水平的μP監控的各種應用中具有吸引力。例如，汽車電路通常通過相互監控的冗余μP來實現額外的安全性。MAX6323和MAX6324為這些方法提供了低成本、節省空間的替代方案。例如，在車輛穩定性控制中，來自偏航速度和加速度傳感器的輸入被處理，以確定系統在駕駛員無法控制的危急情況下應如何干預以施加制動。

可以想象其他應用程序，用于檢測在具有最小值和最大值的時間間隔內預期的事件。該電路的分立元件版本如圖5所示。雖然為簡單起見省略了定時器和一次性元件，但很明顯，MAX6323/MAX6324 IC無需外部元件即可完成工作，在成本、尺寸和設計簡單性方面具有優勢。

圖5.窗口看門狗計時器的離散組件示例。

當足夠時還不夠

通過縮小看門狗窗口，您可以實現對系統的更嚴格控制。如果窗口必須非常窄，可以使用兩個MAX6324的組合（圖6）。（此配置還提供了監視兩個電壓的靈活性。F 版本的快速超時最大值為 39ms，G 版本的慢超時最小值為 47ms。保證不置位/WDPO的看門狗窗口為8ms。定時電路在此較窄的時間內無法循環WDT將觸發故障。

圖6.該電路可實現8ms的看門狗窗口。

確保系統正常運行的另一種方法是讓 μP 監控監控器以及監控器監控 μP（圖 7）。μP端口（在本例中為P2）變為高電平，從而禁用處于高電平狀態的OR門。μP使MAX6323在/WDPO上發出脈沖，要么切換WDI引腳的速度快于快速超時間隔，要么根本不切換。然后，在另一個端口（在本例中為P1）上接收/WDPO脈沖作為確認信號，從而指示WDT的正常運行。

圖7.該電路允許μP監控WDT，反之亦然。

模擬領域還推出了MAX6369-MAX6374系列引腳可選的WDT IC（圖8）。它們在啟動延遲和看門狗超時方面提供了靈活性，并提供看門狗輸出脈沖寬度和輸出級配置選擇。它們也可以在運行期間重新編程。

圖8.Analog 引腳可選的看門狗定時器 IC 框圖。

結論

窗口看門狗定時器的概念源于在運行關鍵功能的應用程序中提供更高操作安全性的需求。通過使用標準WDT功能升級現有的監控電路，MAX6323/MAX6324 IC以簡單和低成本滿足了這一需求。

審核編輯：郭婷