CACR-HR10BABY81軟件可靠性設(shè)計

　　單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件和硬件是緊密相關(guān)的。要使整個系統(tǒng)具有較高的可靠性，除了在盡可能提高硬件可靠性的前提下，軟件的可靠性設(shè)計也是*的，必須從設(shè)計、測試及*使用等方面來解決軟件可靠性。單片機系統(tǒng)的抗*力是系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)。由于51單片機的指令系統(tǒng)是復(fù)雜指令集結(jié)構(gòu)，致使其抗干擾性能較低，尤其用在工業(yè)控制的場合，如果不增加額外的抗干擾措施，甚至無法正常工作。單片機軟件抗干擾設(shè)計的主要目的就是及時發(fā)現(xiàn)“跑飛”的程序，并及時地將程序拉入正常軌道，主要方法有：指令冗余、軟件“陷阱”、軟件“看門狗”等等。

　　（1）CACR-HR10BABY81指令冗余

　　CACR-HR10BABY81CPU取指令過程是先取操作碼，再取操作數(shù)。在程序的關(guān)鍵地方人為的插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫稱為指令冗余，通常是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個字節(jié)以上的NOP指令。這樣即使跑飛程序飛到雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令操作數(shù)上。由于窄操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被錯誤地執(zhí)行，為程序納入正軌做好準(zhǔn)備。此外，對系統(tǒng)流向起重要作用的指令，如RET、RETI、LCALI.、LJMP，JC等，可以在這些指令之后插入兩條NOP指令，可將跑飛程序納入正軌，以確保這些重要指令的執(zhí)行。指令冗余只能使CPU不再將操作數(shù)當(dāng)作操作碼錯誤地執(zhí)行，卻不能主動地將程序的錯誤執(zhí)行方向扭轉(zhuǎn)過來，要想糾止程序的錯誤執(zhí)行方向，就需要下面的技術(shù)。

　?。?）CACR-HR10BABY81設(shè)計軟件“陷阱”

　　通常在程序存儲器中未使用的EPROM空間填入窄操作指令NOP，zui后再填入一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到跑飛處理程序，或者直接填入指令LJMP 0000H，當(dāng)跑飛程序落到此區(qū)域。即可在執(zhí)行一段空操作后轉(zhuǎn)入正軌。如果未使用的EPROM空間比較大，可以均勻地填入幾條空操作指令和跳轉(zhuǎn)指令，這種幾條空操作指令加一條跳轉(zhuǎn)指令的結(jié)構(gòu)我們稱之為“軟件陷阱”。

　　軟件陷阱的一般結(jié)構(gòu)為：

　　NOP

　　NOP

　　LJMP FLY

　　CACR-HR10BABY81為跑飛處理子程序，如果程序正常執(zhí)行，軟件陷阱部分是永遠(yuǎn)也執(zhí)行不到的，只有在程序跑飛到陷阱里，軟件陷阱會立刻將程序跳轉(zhuǎn)到正常軌道。即使程序沒有跑飛到陷阱里，也可以在程序執(zhí)行一段錯誤操作后遇到一個軟件陷阱，從而轉(zhuǎn)入正軌。除了程序存儲器的空白區(qū)域，程序的數(shù)據(jù)表結(jié)尾也應(yīng)該設(shè)置軟件陷阱，如果數(shù)據(jù)表比較大，應(yīng)該在數(shù)據(jù)表的中間也設(shè)置軟件陷阱，以保證程序跑飛到數(shù)據(jù)區(qū)能及時轉(zhuǎn)入正軌。另外，如果程序存儲器的空間足夠大的話，可以在每兩個子程序中間設(shè) 置一個軟件陷阱。當(dāng)使用的中斷因干擾而開放時，在對應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，能及時捕獲錯誤的中斷。軟件陷阱的數(shù)量要根據(jù)實際受到干擾的情況和程序存儲器的容量來確定，如果太少不能進行有效的跑飛攔截，如果太多又會占用大量的程序存儲器空間。

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