如何解决PIC单片机硬件死锁的问题

yingujun 2019-02-22 3046

控制/MCU

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描述

1、频繁插拔电时，PIC单片机容易死机。用一个10K电阻并在LM7805的5V输出端到地。

2、单片机的复位端的电容不能太大。

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”无关，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。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。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。我花了几天的时间，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），让我得到一个我所需要的答案，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。

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