SST89E58RD2單片機在增強系統抗干擾性能方面的應用

0 引言
以單片機為核心的儀器儀表的工作穩定性和可靠性往往受工作環(huán)境的影響很大。在電磁干擾較弱(如室內))時(shí)，可靠性和穩定性往往容易達到應用要求，然而，在室外，尤其是工作環(huán)境較惡劣的情況下，就有可能導致儀器儀表工作不正?；蚴ъ`。因此，利用單片機自身的優(yōu)勢和豐富的外圍模塊來(lái)提高儀器儀表的抗干擾能力，具有十分重要的現實(shí)意義。
目前，解決單片機程序跑飛主要利用開(kāi)門(mén)狗來(lái)實(shí)現。解決掉電數據保護功能時(shí)，數據存儲介質(zhì)常選用兩類(lèi)：一類(lèi)是EEPROM，但寫(xiě)入時(shí)間較長(cháng)；另一類(lèi)是帶有后備電池的小容量SRAM來(lái)構成非易失存儲器，這種方法寫(xiě)入速度快，但增加了電路的復雜性。
SST公司的FlashFlex51系列單片機具有內部看門(mén)狗和片內Flash存儲器，可以用于解決單片機程序跑飛和重要數據的掉電存儲問(wèn)題。本文是采用SST公司的SST89E58RD2單片機來(lái)解決視頻字符疊加系統在惡劣環(huán)境下程序跑飛和疊加字符丟失的問(wèn)題。

1 視頻字符疊加系統的問(wèn)題分析
視頻字符疊加系統在室內環(huán)境下的字符疊加效果一般都可以滿(mǎn)足應用要求。然而，將該系統應用于室外電磁干擾較為嚴重的環(huán)境時(shí)，疊加系統往往會(huì )出現疊加字符消失、系統與上位機通信不正常等問(wèn)題。通過(guò)對該問(wèn)題的分析研究發(fā)現，單片機程序跑飛和疊加系統中的字符疊加芯片在受到外界干擾時(shí)，其視頻存儲器內容被清除是導致系統不能正常運行的真正原因。由于系統的硬件結構一般不便于更改，因此，找到一款與目前AT89C51兼容且能解決系統不穩定的單片機是解決問(wèn)題的最好方法。在對AT89C51單片機和其它51單片機進(jìn)行對比分析后，本文選擇了SST89E58RD2單片機來(lái)解決系統穩定性和可靠性的問(wèn)題。

2 SST89E5 8RD2簡(jiǎn)介
2．1 SST89E58RD2的主要特性
SST89E58RD2單片機可兼容80C51系列單片機，且內置超級FLASH存儲器，5 V工作電壓下的工作頻率為0～40 MHz，與現行的80C52系列單片機硬件PIN-TO-PIN完全兼容，同時(shí)軟件、開(kāi)發(fā)工具也完全兼容；SST89E58RD2帶有1 K字節的內部RAM，并包含32 K字節的基本存儲塊和8K字節二級存儲塊的超級FLASH；具有ISP (在系統編程)和IAP(在應用中編程)功能；芯片內有SPI(串行外圍接口)和增強型UART、10個(gè)中斷源、四個(gè)中斷優(yōu)先級以及可編程看門(mén)狗定時(shí)器(WDT)；兼容TTL和CMOS邏輯電平；內含PCA(可編程計數器陣列)，具有PWM和捕獲、比較功能；可實(shí)現掉電檢測。
2．2 看門(mén)狗定時(shí)器
SST89E58RD2內置的可編程看門(mén)狗定時(shí)器可用于程序死循環(huán)或程序運行不正常(如程序跑飛)時(shí)的自動(dòng)恢復。為保護系統因程序死循環(huán)等引起的運行不正常，用戶(hù)程序需要在其定義的周期內刷新看門(mén)狗定時(shí)器，否則，當WDRE(看門(mén)狗復位)有效時(shí)，將觸發(fā)內部硬件復位。WDT(看門(mén)狗定時(shí)器)用系統時(shí)鐘作為基準時(shí)鐘，因此，嚴格的說(shuō)，看門(mén)狗定時(shí)器應稱(chēng)為看門(mén)狗計數器。WDT寄存器每344064個(gè)系統時(shí)鐘加1?？撮T(mén)狗數據／重載寄存器(WDTD)作為WDT的重載寄存器。WDT的結構框圖如圖1所示?？撮T(mén)狗可通過(guò)兩個(gè)特殊寄存器WDTC(看門(mén)狗定時(shí)器控制寄存器)和WDTD工作。在空閑模式下，WDT運行被臨時(shí)掛起，并在接收到中斷信號后從空閑模式恢復為正常工作模式。WDT的計數周期計算公式如下：
周期=(255－WDTD)x344064x1／Fclk
式中，WDTD是放入WDTD寄存器的重載值，Fclk是系統的晶振頻率。

3 FLASH存儲器編程
SST89E58RD2單片機可使用IAP模式對其內部的FLASH存儲器進(jìn)行擦除或寫(xiě)入數據。當SST89E58RD2單片機的CPU進(jìn)入IAP模式后，其FLASH存儲器的兩個(gè)區中的一個(gè)可在擦除數據或寫(xiě)入數據的同時(shí)，另一區的用戶(hù)代碼仍可以被CPU執行。即在內部FLASH存儲器寫(xiě)人數據的同時(shí)，CPU可以從外部存儲器載入代碼。位于單片機內部的特殊功能寄存器SFST、SFCM、SFAL、SFAH、SFDT和SFCF用于控制和管理FLASH的擦除和編程執行。在IAP模式下，CPU內核和FLASH控制單元將關(guān)閉外部時(shí)鐘，內部晶振提供編程和擦除操作的時(shí)序參考。內部晶振只有在被請求時(shí)才打開(kāi)，而當FLASH操作完成后立刻被關(guān)閉。CPU要運行于IAP模式，必須使能IAP使能位(SFCF[6])，否則，FLASH的編程命令將不起作用。所有的IAP命令只有在IAP模式才能執行，但當被選擇的存儲器區域已被安全鎖使能時(shí)，IAP命令將無(wú)法執行。編程命令向存儲器塊寫(xiě)入新數據時(shí)，必須保證該存儲器塊處于被擦除狀態(tài)，即其值為0xFF。如果存儲器塊沒(méi)有被擦除，則應用合適的擦除命令進(jìn)行擦除操作。尤其不能在CPU正載入代碼的存儲器區域進(jìn)行編程或擦除操作，這將導致不可預測的編程并可能導致編程數據損毀。