2020年02月12日 | PIC单片机的硬件死锁

2020-02-12 来源：eefocus

使用 PIC 单片机去设计工控电路,最头痛的问题,就是 PIC 单片机在受干扰后经常硬件死锁,大部份人归咎于 “CMOS的可控硅效应” 因而产生死锁现象,一般都认为 ‘死锁后硬件复位都是无效的．只有断电。’ 但是一个成熟的商品,那须要你去断电呢? 就好像一台电冰箱,压缩机一启动,产生干扰, CPU 受干扰因而 ‘硬件死锁’,死机在那儿,假如发现了,可以马上拔掉电源插头,隔几秒再插回,如此的动作可以接受吗? 假如死机时没发现,死机几十天,你猜它会如何呢? -- 应该是供给 CPU 电源的稳压 IC 烧毁了。

PIC 单片机为什么会硬件死锁,PIC 单片机在受干扰后经常硬件死锁,那么 PIC 要‘看门狗’ 有何用,有没有人深入去探讨其原因,在各 PIC 单片机论坛也提得很多,各有各的观点,总具体的原因不外是 “CMOS的可控硅效应” 而产生死锁现象, 依我各人的观点,应与 “CMOS的可控硅效应”无观,但很多大虾皆认为是 “CMOS的可控硅效应”所引起的,所以一直以来我也不方便提出,说不定是我的观点错误,提出来反而误了大家,但至今,针对 PIC 单片机产生死锁现象,都还没有详细的原因说明及对应之道,在别的 PIC 单片机论坛也还在提此问题,我就将本人找寻 pic ‘死锁现象’的经过提供大家参考。

许久年前,PIC16C5x 刚出产一两年,(PICxxxx 原先只有165x,属于 NMOS 结构,大量用于通用-GI 的选台器、有线电视解锁器,后来改为 CMOS 结构,更名为16C5x),当时只有 16C54、55、56、57 四个型号,仿真器只有顶尖公司制造的 16C5x DOS版仿真器(第一代),它也是 Microchip 第一个 OEM 仿真器厂,Microchip 当时还隶属于通用电子厂的子公司 -- 高雄电子厂,我当时也买一部仿真器,约人民币壹万五千元,16C5x 当年为最省电的OTP、QTP 单片机,价格又比其它的单片机便宜,只是它很容易受干扰死机,很多大厂不敢使用它,pic 我学了几个月后,有一天,有位朋友要我兼差帮他们公司设计汽车防盗器,当时市场上的汽车防盗器都还用 CD40xx的逻辑电路去设计,各个时控都须一组 RC 电路,电路板上十几个 IC (加上遥控解码 IC),至少有 7～8 个 VR,调整时非常复杂,当时我就以一个 16C55 + 一个 ULN2003 + 一个解码 IC(当时技术未成熟,还没用 PIC 程序解码,后期的已将解码 IC 省略),总计三个 IC就解决,电路方面有某些是依书本上的电路移植过来(重置电路也由一本 PIC 应用的书本移植过来),样品出来后,当时对方存着很多疑问,电路怎么这样简单,同时间内有4、5个'计时器'在计时,又要做那么多的 I/O 侦测工作,时控能准确吗? 性能如何呢? 稳定性?总体而言, CPU所设计的电路, 对于功能-绝对是比逻辑电路所设计的好太多了,时控的准确性-我为它保证所有的时控误差在 1% 之内, 至于稳定性 ---- 当时的样品时常当机、死机,CPU 发烫,也就是大家所谈的 ‘ PIC 的硬件死锁’。

为了此问题(大家最怕的问题),找遍所有的资料,都毫无所获,在PIC的书上都没有看到类似讯息,只好自己单打独斗的去奋斗、去找原因,我发了几天的时间,模拟了各种状况,做了各式各样的实验,制造各种干扰,用示波器测量各点所发生的异常波形,其中一个简单的实验,(/MCLR 的接脚上,接一个提升电阻至 V+,接一个 0.1uf 至地,接一个'按键开关'至地),让我得到一个我所须要的答案,实验时我多次的按 '按键开关',应该只是'重置'而已,但很容易进入所谓的 ‘硬件死锁’,连续测试,都会重覆发生,机率非常高,最后得到一个答案,PIC 晶片的 MCLR 硬件设计有问题,与其他 I/O 脚无关联,不是 I/O 脚受干扰, 而是 /MCLR 在重置或受干扰时,/MCLR 脚会产生一个振荡信号,当 /MCLR 脚的外部接有电容时,它就永在发振,而PIC晶片内部某种硬件原因,导致于 VDD 与 VSS 之间产生很大的电流,所以 VDD 与 VSS 像短路一样,CPU 因而发烫,当把电容移开后, CPU 就重新工作,耗电流也就恢复正常了,所以我就认为 PIC 它不是硬件死锁 ,它没有 “CMOS的可控硅效应”,可能是大家还没找出原因,而怀疑是 PIC内部 “CMOS的可控硅效应”。而此问题解决方式,我当时也反应给 Microchip 公司反应,之后 Microchip 晶片内部有无修改就不得而知。

结尾给大家一个建议,一般书本上的电路图及程序,有很多错误,只让你去参考,不能太过于信任,要多参考几样,不要原版照抄,否则出问题也无法解决。

PIC单片机硬件死锁

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