STM32看門狗總結(jié)
調(diào)原子哥的開發(fā)板一年多，基本上能用，但是對于STM32某些基本外設(shè)的工作機理還不甚明了。借此暑假的機會對各個外設(shè)的功能做一個簡短的總結(jié)，在提高自己基礎(chǔ)知識的同時，也給其他同學(xué)提供一些參考。
先來看門狗部分的內(nèi)容。
看門狗部分內(nèi)容當(dāng)中較難理解的是窗口看門狗，其中窗口值設(shè)置以及如何引發(fā)復(fù)位更是很難搞懂，因此從根本上分析一下窗口看門狗的工作原理，而與其有關(guān)的中斷則略過。
stm32有兩個看門狗，獨立看門狗和窗口看門狗，其實兩者的功能是類似的，只是喂狗的限制時間不同。獨立看門狗有自己獨立的40Khz時鐘，不存在使能問題；而窗口看門狗使用的是PCLK1時鐘，需要先使能時鐘。以下是關(guān)于看門狗的具體說明：
①、獨立看門狗是限制喂狗時間在0-x內(nèi)，x由你的相關(guān)寄存器決定。喂狗的時間不能過晚。
②、窗口看門狗，所以稱之為窗口就是因為其喂狗時間是一個有上下限的范圍內(nèi)，你可以通過設(shè)定相關(guān)寄存器，設(shè)定其上限時間和下限時間。喂狗的時間不能過早也不能過晚。
顯而易見的是，獨立看門狗比較簡單，容易理解。
這里，主要對窗口看門狗的詳細(xì)含義作具體說明。
看門狗的上窗口就是配置寄存器WWDG->CFR里設(shè)定的W[6:0]；下窗口是0x40；當(dāng)窗口看門狗的計數(shù)器在上窗口之外，或是低于下窗口值都會產(chǎn)生復(fù)位。如上圖所講，當(dāng)計數(shù)器的值遞減到0x3f的計數(shù)時間內(nèi)未進行喂狗操作，則會觸發(fā)復(fù)位；其次，如果在計數(shù)器值遞減到配置寄存器WWDG->CFR里設(shè)定的W[6:0]之前進行喂狗操作，也會觸發(fā)復(fù)位。所以，在使用窗口看門狗時，要設(shè)定兩個值，一個就是窗口看門狗的上窗口值，即配置寄存器WWDG->CFR里設(shè)定的W[6:0]，另一個就是遞減計數(shù)器的計數(shù)初值。
再結(jié)合上圖中的邏輯關(guān)系分析一下：
如圖中所示標(biāo)號，①③表示與門，②表示非或門；
1、當(dāng)T[6:0]>W[6:0]時，比較器輸出的值是1，如果此時重裝載WWDG_CR，所以③就會輸出1，②的輸出也肯定是1，又因為使能了窗口看門狗，所以WWDG_CR的第7位WDGA也為1，即與門①的輸出是1，此時會觸發(fā)復(fù)位。簡單的概括來說，就是當(dāng)遞減計數(shù)器的值在遞減到上窗口值W[6:0]之前進行喂狗操作（即重裝載WWDG_CR）,會觸發(fā)看門狗復(fù)位。
2、當(dāng)T[6:0]的第6位變?yōu)?時，即T[6:0]的值變?yōu)?x3f，此時②的輸出肯定為1，而WDGA也為1，因此①的輸出是1，會觸發(fā)看門狗復(fù)位。簡單的概括來說，就是當(dāng)遞減計數(shù)器的值在到達0x3f時仍未進行喂狗操作（即重裝載WWDG_CR），同樣會觸發(fā)看門狗復(fù)位。
上窗口的值可以只有設(shè)定，7位二進制數(shù)最大只可以設(shè)定為127(0x7f)，最小又必須大于其下窗口的0x40，所以其取值范圍為64~127(0x40~0x7f)，否則不能保證窗口。
配置寄存器WWDG->CFR寄存器中的[8:7]兩個位的設(shè)置為計數(shù)器設(shè)定時鐘分頻系數(shù)，確定這個計數(shù)器可以定時的時間范圍，從而確定窗口的時間范圍。
窗口看門狗的時鐘來自于PCLK1，在時鐘配置中，其頻率為外部時鐘經(jīng)倍頻器后的二分頻時鐘，即為36Mhz，如上圖STM32時鐘樹所示。
窗口看門狗的超時公式如下：
36M時鐘下窗口看門狗的最小最大超時表：
表中數(shù)據(jù)的具體計算如下所示：
①、當(dāng)T[5:0]全部取0時，7位計數(shù)器的值是0x40，此時距離復(fù)位值只能計數(shù)一次，在此時間之內(nèi)必須執(zhí)行喂狗操作，否則觸發(fā)復(fù)位。
從而可知各個WDGTB值下的最小超時時間，如WDGTB=0時，
Twwdg=4096×2^0×1/36(us)=113us，依次可計算出其他WDGTB值下的最小超時時間。
②、當(dāng)T[5:0]全部取1時，7位計數(shù)器的值是0x7f，此時距離復(fù)位值遞減計數(shù)0x40次(0x3f+1)，在此時間之內(nèi)執(zhí)行喂狗操作可避免復(fù)位。
從而可知各個WDGTB值下的最大超時時間，如WDGTB=0時，
Twwdg=4096×2^0×64/36(us)=7281.7us，依次可計算出其他WDGTB值下的最大超時時間。
STM32系列的CPU，有多達8個定時器，其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生三對PWM互補輸出的高級定時器，常用于三相電機的驅(qū)動，它們的時鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。其它6個為普通定時器，時鐘由APB1的輸出產(chǎn)生。
通用定時器的定義：STM32的通用定時器是一個通過可編程預(yù)分頻器(PSC)驅(qū)動的16位自動裝載計數(shù)器(CNT)構(gòu)成。
功用：STM32的通用定時器可以被用于測量輸入信號的脈沖長度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和PWM)等。
分頻系數(shù)：決定定時器的時基，即最小定時時間。
定時器的時鐘來源:
從圖中可以看出，定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2，而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器。當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率；當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其它數(shù)值(即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16)時，這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。
舉一個例子說明。假定AHB=36MHz，因為APB1允許的最大頻率為36MHz，所以APB1的預(yù)分頻系數(shù)可以取任意數(shù)值；
當(dāng)預(yù)分頻系數(shù)=1時，APB1=36MHz，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用)；
當(dāng)預(yù)分頻系數(shù)=2時，APB1=18MHz，在倍頻器的作用下，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。
由于APB1不僅給通用定時器提供時鐘，還給其他外設(shè)提供時鐘，因此也體現(xiàn)了APB1rescaler設(shè)計的靈活性。
對自動重裝載寄存器賦值，TIM_Period的大小實際上表示的是需要經(jīng)過TIM_Period次計數(shù)后才會發(fā)生一次更新或中斷。對TIM_Prescaler的設(shè)置，直接決定定時器的時鐘頻率。通俗點說，就是一秒鐘能計數(shù)多少次。比如算出來的時鐘頻率是2000，也就是一秒鐘會計數(shù)2000次，而此時如果TIM_Period設(shè)置為4000，即4000次計數(shù)后就會中斷一次。由于時鐘頻率是一秒鐘計數(shù)2000次，因此只要2秒鐘，就會中斷一次。發(fā)生中斷時間=(TIM_Prescaler+1)*(TIM_Period+1)/FLK。
同樣需要注意的，一進入中斷服務(wù)程序，第一步要做的，就是清除掉中斷標(biāo)志位。以便下次中斷服務(wù)函數(shù)的順利執(zhí)行。
注意：APB1rescaler后得到的是通用定時器的時鐘源，再次基礎(chǔ)上進行TIM_Prescaler的設(shè)置就得到通用定時器具體的時鐘頻率啦。所以小伙伴們千萬不要把文中定時器中經(jīng)常提到的76MHz時鐘以及由(TIM_Prescaler+1)*/FLK計算得到的時鐘頻率搞混淆啦。
當(dāng)然，計數(shù)器的計數(shù)模式比較簡單，這里沒有就其進行詳細(xì)的說明。
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