摘要：用电磁兼容性理论剖析了单片机系统设计中的某些传统观念，指出其过时和失误之处，给出了根据电磁兼容性理论设计单片机系统的新理念，还给出了双时限看门狗、定时复位看门狗、抗快速脉冲群滤波器、电磁兼容PCB等新的设计方法。

    关键词：单片机 电磁兼容性（EMC） 电磁干扰（EMI） 看门狗（WatchDog）

单片机系统在军事、工业、民用产品中的应用越来越广。它将许多以往用硬件实现的功能由软件来完成，体积小巧、功能丰富、智能化程序度，但在可靠性方面也面临许多新问题。用现场电磁兼容性（EMC）理论剖析单片机系统设计中的某些传统观念，会发现许多误区，并且有些误区至今还在工程界广为存在。

1 误区之一：有了看门狗就不会死机

死机是指CPU的程序指针进入一个死循环，无法执行正常的程序流程。其外在表现常常是：正常功能丧失，按键无响应，显示凝固。单片机死机后，只有复全才能走出死循环，执行正常的程序流程。众所属知，克服死机的最有效手段是加看门狗（WatchDog）。

目前用得最广泛的看门狗实际上是一个特殊的定时器DogTimer。DogTimer按固定速率计时，计满预定时间就发出溢出脉冲使单片机复位。如果每次在DogTimer溢出前强行让DogTimer清零，就不会发出溢出脉冲。清零脉冲由CPU发出，在单片机程序中每隔一段语句放一个清DogTimer的语句——FeedDog语句，以保证程序正常运行时DogTimer不会溢出。一旦程序进入一个不含FeedDog语句的死循环，DogTimer将溢出，导致单片机复位，跳出这个死循环。本文称这种看门狗为典型看门狗，典型看门狗已被集成比，如MAX706、MAX791等[1]；还有许多单片机本身集成了这种看门狗，如PIC16C57、MC68HC705等，具体电路可参阅这些芯片的技术资料[2]。

    有一个错误观点：加了看门狗，单片机就不会死机。实际上，看门狗有时间会完全失效。当程序进入某个死循环，而这个死循环中又包含FeedDog语句，这时DogTimer始终不会溢出，单片机始终得不到复位信号，程序也就始终跳不出这个死循环。针对这一弊端，笔者设计了双对限看门狗和定时复位看门狗。

双时限看门狗有两个定时器；一个为短定时器，一个为长定时器。短定时器定时为T1，长定时器定时为T2，0<T1<<T2;长、短公平时器的FeedDog是各自独立的。短定时器象典型看门狗那样工作，它保证一般情况下看门狗有快的反应速度；长度时器的定时T2大于CPU执行一个主循环程序的时间，并且每一个主循环才FeedDog一次，用来防止看门狗失效。

这样，当程序进入某个死循环，如果这个死循环包含短定时器FeedDog语句而不包含长定时器FeedDog语句，那么长定时顺终将溢出，使单片机复位。巧妙安排长定时器FeedDog语句的位置，可保证出现死机的概率根低。在水轮发电机组微机控制装置中的对比应用证明了这一点[3]。

目前几乎所有的看门狗都是依赖于CPU（依赖于CPU FeedDog）。这可以比作：一个保险设备能否起到保险作用还依赖于被它保护的对象的行为。显然，依赖于CPU的看门狗是不能保证单片机在分之百不死机的。

在绝对不允许死机的装置中，笔者设计了一种完全不依赖于CPU的看门狗——定时复位看门狗。定时复位看门狗的主体也是一个定时器，到预定时间就发出溢出脉冲，此溢出脉冲使单片机强行复位。定时复位看门狗不需要CPU FeedDog。

简言之，定时复位看门狗就是定时地让单片机强行复位。这样，