单片机/ARM死机的常见原因及解决方案

前几天在写ARM时经常死机，莫名其妙，在这搜集了一些比较好的解答和方案，给大家参考。

可能原因：

一 振荡器停止振荡
又可以分为电源电压不稳，或者强干扰引起的振荡器停振。


二 PC指针跑飞
电源电压不稳或强干扰引起PC跑飞，如果看门狗不好，也会引起死机。


三 设计上对长引出线的IO没有保护，静电打在IO口上引起单片机死锁，破坏了硬件逻辑功能，导致死机。


四. 复位收到干扰，引起反复复位，在反复复位当中有可能会导致死机。

五.电源电压 的地 不稳  ,造成电源电压 瞬间负电压 导致单片机故障 程序不发运行


综上所述：
设计电路时，应该注意：

1.电源稳定
2.IO保护
3.振荡器PCB布线要注意
4.复位电路设计和PCB布线
5.电源，信号线干扰路径的保护，加滤波TVS等
6.高速信号输出远离信号输入端，如SPI总线，I2C总线布线要远离ADC，复位，时钟等布线处，以及其他模拟前端。


我的理解：
1、“跑飞”是因为程序隐患或外部干扰引起的误动作，致使PC被写入“出界”数据，跑到了RAM区，或者跑到了FLASH的空白区。如果PC指向了RAM区，哪情况就不好说了！因为程序译码器可能得到任意译码结果。如果PC指向了FLASH空白区，则可以事先将所有FLASH空白区填入某个你想要的数据，迫使程序译码器在这里翻译出你想要的指令，从而进行相应的处理。在IAR Workbench中好象有在空白区填充数据的设置。
2、“死机”是指PC进入了“死循环”，或者是MCLK等于近似为零的值。此时，要想救活MCU，非外狗不可。
*程序运行过程中，如果MCU电源出现问题（电源供电问题，或其它外部电路引起的电源扰动），比较容易出现“跑飞”现象


程序跑飞应该是PC出错;软件和硬件都可能出这样的问题.
死机应该是CPU根本没有运行,多是硬件方面的问题造成的,比如POR复位不成功,430比较容易出现掉电不完全后重新上电.


看门狗在这个方面介绍：
有了看门狗就不会死机

死机是指CPU的程序指针进入一个死循环,无法执行正常的程序流程。其外在表现常常是：正常功能丧失,按键无响应,显示凝固。单片机死机后,只有复全才能走出死循环,执行正常的程序流程。众所属知,克服死机的最有效手段是加看门狗（WatchDog）。


目前用得最广泛的看门狗实际上是一个特殊的定时器DogTimer。DogTimer按固定速率计时,计满预定时间就发出溢出脉冲使单片机复位。如果每次在DogTimer溢出前强行让DogTimer清零,就不会发出溢出脉冲。清零脉冲由CPU发出,在单片机程序中每隔一段语句放一个清DogTimer的语句——FeedDog语句,以保证程序正常运行时DogTimer不会溢出。一旦程序进入一个不含FeedDog语句的死循环,DogTimer将溢出,导致单片机复位,跳出这个死循环。本文称这种看门狗为典型看门狗,典型看门狗已被集成比,如MAX706、MAX791等[1];还有许多单片机本身集成了这种看门狗,如PIC16C57、MC68HC705等,
有一个错误观点：加了看门狗,单片机就不会死机。实际上,看门狗有时间会完全失效。当程序进入某个死循环,而这个死循环中又包含FeedDog语句,这时DogTimer始终不会溢出,单片机始终得不到复位信号,程序也就始终跳不出这个死循环。针对这一弊端,笔者设计了双对限看门狗和定时复位看门狗。


双时限看门狗有两个定时器;一个为短定时器,一个为长定时器。短定时器定时为T1,长定时器定时为T2,0 
这样,当程序进入某个死循环,如果这个死循环包含短定时器FeedDog语句而不包含长定时器FeedDog语句,那么长定时顺终将溢出,使单片机复位。巧妙安排长定时器FeedDog语句的位置,可保证出现死机的概率根低。在水轮发电机组微机控制装置中的对比应用证明了这一点[3]。


目前几乎所有的看门狗都是依赖于CPU（依赖于CPU FeedDog）。这可以比作：一个保险设备能否起到保险作用还依赖于被它保护的对象的行为。显然,依赖于CPU的看门狗是不能保证单片机在分之百不死机的。


在绝对不允许死机的装置中,笔者设计了一种完全不依赖于CPU的看门狗——定时复位看门狗。定时复位看门狗的主体也是一个定时器,到预定时间就发出溢出脉冲,此溢出脉冲使单片机强行复位。定时复位看门狗不需要CPU FeedDog。


简言之,定时复位看门狗就是定时地让单片机强行复位。这样,即使装置死机,其最大死机时间也不会大于定时器定时时间。显然,只要硬件完好,这种看门狗百分之百地保证了单片机不会长时间死机。在智能电表（包括IC卡电能表、复费率电能表、多功能电能表[4]）中采用了定时复位看门狗,每1秒让CPU强行复位,迄今数十万电表运行了近五年,无一例死机报告。