解决完各种干扰因素后，单片机系统如何恢复工作

一、系统的复位

前面列举的各项措施只解决了如何发现系统受到干扰和如何捕捉“跑飞”的程序，但仅此还不够，还要能够让单片机根据被破坏的残留信息自动恢复到正常的工作状态。硬件复位是使单片机重新恢复正常工作状态的一个简单有效的方法。硬件复位后CPU被重新初始化，所有被激活的中断标志都被清除，程序从0000H地址重新开始执行。硬件复位又称为“冷启动”，是将系统当时的状态全部作废，重新进行彻底的初始化来使系统的状态得到恢复。用软件抗干扰措施来使系统恢复到正常状态，是对系统的当前状态进行修复和有选择地进行部分初始化，这种操作又称为“热启动”。热启动时首先要对系统进行软件复位，也就是执行一系列指令来使各种专用寄存器达到与硬件复位时同样的状态，这里需要注意的是还要清除中断激活标志。如用软件WATCHDOG使系统复位时，程序出错有可能发生在中断子程序中，中断激活标志已经置位，它将阻止同级的中断响应，由于软件WATCHDOG是高级中断，故它将阻止所有的中断响应。由此可见清除中断激活标志的重要性。在所有的指令中，只有RETI指令能清除中断激活标志。前面提到的出错处理程序ERR主要是完成这一功能。这部分程序如下：

在这段程序中，用两条RETI指令来代替两条LJMP指令，从而清除了全部的中断激活标志。另外在66H、67H两个单元中，存放一个特定数0AA55H作为“上电标志”。系统在执行复位操作时可以根据这一标志来决定是进行全面初始化，还是部分初始化。如前所述，热启动时进行部分初始化，但如果干扰过于严重而使系统遭受的破坏太大，热启动不能使系统得到正确的恢复时，则只有采取冷启动，对系统进行全面初始化来使之恢复正常。系统采用启动方式的策略如图9.13所示。

二、热启动的过程

在进行热启动时，为使启动过程能顺利进行，首先关中断并重新设置堆栈。即使系统复位的第一条指令为关中断指令。因为热启动过程是由软件复位(如软件WATCHDOG等)引起的，这时中断系统未被关闭，有些中断请求允许正在排队等待响应;再者，在热启动过程中要执行各种子程序，而子程序的工作需要堆栈的配合，在系统得到正确恢复之前堆栈指针的值是无法确定的，所以在正式恢复之前要先设置好栈底，即第二条指令应为重新设置栈底指令。然后，将所有的I/O设备都设置成安全状态，封锁I/O操作，以免干扰造成的破坏进一步扩大。接着，根据系统中残留的信息进行恢复工作。系统遭受干扰后会使RAM中的信息受到不同程度的破坏，RAM中的信息有：系统的状态信息，如各种软件标志，状态变量等;预先设置的各种参数;临时采集的数据或程序运行中产生的暂时数据。对系统进行恢复实际上就是恢复各种关键的状态信息和重要的数据信息，同时尽可能地纠正因干扰而造成的错误信息，对于那些临时数据则没有必要进行恢复。在恢复了关键的信息之后，还要对各种外围芯片重新写入它们的命令控制字，必要时还需要补充一些新的信息，才能使系统重新进入工作循环。

三、系统信息的恢复

系统中的信息是以代码形式存放在RAM中的，为了使这些信息在受到破坏后能得到正确的恢复，存放系统信息时应该采取代码冗余措施。下面介绍一种三重冗余编码，它是将每个重要的系统信息重复存放在三个互不相关的地址单元中，建立双重数码备份。当系统受到干扰后，就可以根据这些备份的数据进行系统信息的恢复。这三个地址应尽可能地独立，如果采用了片外的RAM，则应在片外RAM中对重要的系统信息进行双重数据备份。片外RAM中的信息只有MOVX指令才能对它进行修改，而能够修改片内RAM中信息的指令则多得多，因此在片外RAM中进行双重数据备份是十分必要的。通常将片内RAM中的数据供程序使用以提高程序的执行效率，当数据需要进行修改时应将片外RAM中的备份数据作同样的修改。在对系统信息进行恢复时，通常采用图9.14所示的三中取二的表决流程。

首先将要恢复的单字节信息及它的两个备份信息分别存放到工作寄存器R2、R3和R4中，再调用表决子程序。子程序出口时，若F0=0，表示表决成功，即三个数据中有两个是相同的;若F0=1，表示表决失败，即三个数据互不相同。表决结果存放在累加器A中，程序如下：

对于双字节数据，表决前将三份数据分别存入R2R3、R4R5、R6R7中，表决成功后，结果在R2R3中。程序如下：

所有重要的系统信息都要一一进行表决，对于表决成功的信息应将表决结果再写回到原来的地方，以进行统一;对于表决失败的信息要进行登记。全部表决结束后再检查登记，如果全部成功，系统将得到满意的恢复。如果有失败信息，则将根据该失败信息的特征采取相应的补救措施，如从现场采集数据来帮助判断，或按该信息的初始值处理，其目的都是使系统得到尽可能的恢复。