STM32之獨(dú)立看門狗與窗口看門狗總結(jié)

一、獨(dú)立看門狗

STM32的獨(dú)立看門狗由內(nèi)部專門的40Khz低速時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障，它也仍然有效。

看門狗的原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)在外界的干擾下會(huì)出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象導(dǎo)致出現(xiàn)死循環(huán)，看門狗電路就是為了避免這種情況的發(fā)生?？撮T狗的作用就是在一定時(shí)間內(nèi)（通過定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)）沒有接收喂狗信號(hào)（表示MCU已經(jīng)掛了），便實(shí)現(xiàn)處理器的自動(dòng)復(fù)位重啟（發(fā)送復(fù)位信號(hào)）。

在鍵值寄存器(IWDG_KR)中寫入0xCCCC，開始啟用獨(dú)立看門狗；此時(shí)計(jì)數(shù)器開始從其復(fù)位值0xFFF遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到末尾0x000時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)(IWDG_RESET)。無論何時(shí)，只要鍵寄存器IWDG_KR中被寫入0xAAAA，IWDG_RLR中的值就會(huì)被重新加載到計(jì)數(shù)器中從而避免產(chǎn)生看門狗復(fù)位。

IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器具有寫保護(hù)功能。要修改這兩個(gè)寄存器的值，必須先向IWDG_KR寄存器中寫入0x5555。將其他值寫入這個(gè)寄存器將會(huì)打亂操作順序，寄存器將重新被保護(hù)。重裝載操作(即寫入0xAAAA)也會(huì)啟動(dòng)寫保護(hù)功能。

只要對(duì)以上三個(gè)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，我們就可以啟動(dòng)STM32的獨(dú)立看門狗，啟動(dòng)過程可以按如下步驟實(shí)現(xiàn)（獨(dú)立看門狗相關(guān)的庫函數(shù)和定義分布在文件stm32f10x_iwdg.h和stm32f10x_iwdg.c中）：

1）取消寄存器寫保護(hù)（向IWDG_KR寫入0X5555）

通過這步，我們?nèi)∠鸌WDG_PR和IWDG_RLR的寫保護(hù)，使后面可以操作這兩個(gè)寄存器,設(shè)置IWDG_PR和IWDG_RLR的值。這在庫函數(shù)中的實(shí)現(xiàn)函數(shù)是：

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);

2）設(shè)置獨(dú)立看門狗的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值

設(shè)置看門狗的分頻系數(shù)的函數(shù)是：

voidIWDG_SetPrescaler(uint8_tIWDG_Prescaler);//設(shè)置IWDG預(yù)分頻值

設(shè)置看門狗的重裝載值的函數(shù)是：

voidIWDG_SetReload(uint16_tReload);//設(shè)置IWDG重裝載值

設(shè)置好看門狗的分頻系數(shù)prer和重裝載值就可以知道看門狗的喂狗時(shí)間（也就是看門狗溢出時(shí)間），該時(shí)間的計(jì)算方式為：

Tout=((4×2^prer)×rlr)/40

其中Tout為看門狗溢出時(shí)間（單位為ms）；prer為看門狗時(shí)鐘預(yù)分頻值（IWDG_PR值），范圍為0~7；rlr為看門狗的重裝載值（IWDG_RLR的值）；

比如我們?cè)O(shè)定prer值為4，rlr值為625，那么就可以得到Tout=64×625/40=1000ms，這樣，看門狗的溢出時(shí)間就是1s，只要你在一秒鐘之內(nèi)，有一次寫入0XAAAA到IWDG_KR，就不會(huì)導(dǎo)致看門狗復(fù)位（當(dāng)然寫入多次也是可以的）。這里需要提醒大家的是，看門狗的時(shí)鐘不是準(zhǔn)確的40Khz，所以在喂狗的時(shí)候，最好不要太晚了，否則，有可能發(fā)生看門狗復(fù)位。

3）重載計(jì)數(shù)值喂狗（向IWDG_KR寫入0XAAAA）

庫函數(shù)里面重載計(jì)數(shù)值的函數(shù)是：

IWDG_ReloadCounter();//按照IWDG重裝載寄存器的值重裝載IWDG計(jì)數(shù)器

通過這句，將使STM32重新加載IWDG_RLR的值到看門狗計(jì)數(shù)器里面。即實(shí)現(xiàn)獨(dú)立看門狗的喂狗操作。

4)啟動(dòng)看門狗(向IWDG_KR寫入0XCCCC)

庫函數(shù)里面啟動(dòng)獨(dú)立看門狗的函數(shù)是：

IWDG_Enable();//使能IWDG

通過這句，來啟動(dòng)STM32的看門狗。注意IWDG在一旦啟用，就不能再被關(guān)閉！想要關(guān)閉，只能重啟，并且重啟之后不能打開IWDG，否則問題依舊，所以在這里提醒大家，如果不用IWDG的話，就不要去打開它，免得麻煩。

/***初始化獨(dú)立看門狗*prer:分頻數(shù):0~7(只有低3位有效!)*分頻因子=4*2^prer.但最大值只能是256!*rlr:重裝載寄存器值:低11位有效.*時(shí)間計(jì)算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40(ms).*/voidIWDG_Init(u8prer,u16rlr){IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);/*使能對(duì)寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的寫操作*/IWDG_SetPrescaler(prer);/*設(shè)置IWDG預(yù)分頻值:設(shè)置IWDG預(yù)分頻值*/IWDG_SetReload(rlr);/*設(shè)置IWDG重裝載值*/IWDG_ReloadCounter();/*按照IWDG重裝載寄存器的值重裝載IWDG計(jì)數(shù)器*/IWDG_Enable();/*使能IWDG*/}/***喂獨(dú)立看門狗*/voidIWDG_Feed(void){IWDG_ReloadCounter();/*reload*/}/***main函數(shù)*/voidmain(void){NVIC_Configuration();//優(yōu)先級(jí)配置IWDG_Init(4,625);//初始化獨(dú)立看門狗，分頻數(shù)為64，重裝載值為625，溢出時(shí)間計(jì)算為：64*625/40=1000ms=1s　while(1)　　{　　　　delay_ms(500);//0.5秒喂一次狗　　IWDG_Feed();//喂狗　　}}

二、窗口看門狗

窗口看門狗（WWDG）通常被用來監(jiān)測(cè)由外部干擾或不可預(yù)見的邏輯條件造成的應(yīng)用程序背離正常的運(yùn)行序列而產(chǎn)生的軟件故障。除非遞減計(jì)數(shù)器的值在T6位（WWDG->CR的第六位）變成0前被刷新，看門狗電路在達(dá)到預(yù)置的時(shí)間周期時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MCU復(fù)位。在遞減計(jì)數(shù)器達(dá)到窗口配置寄存器(WWDG->CFR)數(shù)值之前，如果7位的遞減計(jì)數(shù)器數(shù)值(在控制寄存器中)被刷新，那么也將產(chǎn)生一個(gè)MCU復(fù)位。這表明遞減計(jì)數(shù)器需要在一個(gè)有限的時(shí)間窗口中被刷新。

小總結(jié)：

1、有個(gè)7位遞減計(jì)數(shù)器(WWDG->CR)，就這個(gè)計(jì)數(shù)器和窗口計(jì)數(shù)器(WWDG->CFR)決定什么時(shí)候喂狗。狗喂早了，復(fù)位——“早”體現(xiàn)在 計(jì)數(shù)器值(tr)>窗口值(wr),也就是計(jì)數(shù)器值還沒有減到窗口值以下；

2、當(dāng) 0x40 < 計(jì)數(shù)器值(tr) < 窗口值(wr) 時(shí)，這時(shí)候最適合喂狗了，也只有在這時(shí)候喂狗才合適；

3、當(dāng) 計(jì)數(shù)器的值 從0x40變到0x3F的時(shí)候，將產(chǎn)生看門狗復(fù)位；當(dāng)然在要產(chǎn)生復(fù)位的前一段時(shí)間，如果開啟了提前喚醒中斷，那么就會(huì)進(jìn)入中斷，在中斷函數(shù)里，我們需要及時(shí)喂狗，否則會(huì)產(chǎn)生復(fù)位；

4、據(jù)網(wǎng)上資料介紹，在這個(gè)中斷里面一般不進(jìn)行喂狗，一般是系統(tǒng)去世前的“遺囑”，比如存儲(chǔ)重要的數(shù)據(jù)等。這個(gè)就需要根據(jù)個(gè)人需要設(shè)計(jì)。

庫函數(shù)中用中斷的方式來喂狗的方法，窗口看門狗庫函數(shù)相關(guān)源碼和定義分布在文件stm32f10x_wwdg.c文件和頭文件stm32f10x_wwdg.h中。步驟如下：

1）使能WWDG時(shí)鐘

WWDG使用的是PCLK1的時(shí)鐘，需要先使能時(shí)鐘。方法是:

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG,ENABLE);//WWDG時(shí)鐘使能

2）設(shè)置窗口值和分頻數(shù)

設(shè)置窗口值的函數(shù)是：

voidWWDG_SetWindowValue(uint8_tWindowValue)；

這個(gè)函數(shù)就一個(gè)入口參數(shù)為窗口值，很容易理解。

設(shè)置分頻數(shù)的函數(shù)是：

voidWWDG_SetPrescaler(uint32_tWWDG_Prescaler)；

這個(gè)函數(shù)同樣只有一個(gè)入口參數(shù)就是分頻值。

3）開啟WWDG中斷并分組

開啟WWDG中斷的函數(shù)為：

WWDG_EnableIT();//開啟窗口看門狗中斷

接下來是進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)配置，使用NVIC_Init()函數(shù)即可。

4）設(shè)置計(jì)數(shù)器初始值并使能看門狗

這一步在庫函數(shù)里面是通過一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的：

voidWWDG_Enable(uint8_tCounter)；

該函數(shù)既設(shè)置了計(jì)數(shù)器初始值，同時(shí)使能了窗口看門狗。

5）編寫中斷服務(wù)函數(shù)

在最后，還是要編寫窗口看門狗的中斷服務(wù)函數(shù)，通過該函數(shù)來喂狗，喂狗要快，否則當(dāng)窗口看門狗計(jì)數(shù)器值減到0X3F的時(shí)候，就會(huì)引起軟復(fù)位了。在中斷服務(wù)函數(shù)里面也要將狀態(tài)寄存器的EWIF位清空。

完成了以上5個(gè)步驟之后，我們就可以使用STM32的窗口看門狗了。

staticu8WWDG_CNT=0x7f;/*保存WWDG計(jì)數(shù)器的設(shè)置值,默認(rèn)為最大.*//***初始化窗口看門狗*tr:T[6:0],計(jì)數(shù)器值*wr:W[6:0],窗口值*fprer:分頻系數(shù)（WDGTB）,僅最低2位有效*Fwwdg=PCLK1/(4096*2^fprer).*/voidWWDG_Init(u8tr,u8wr,u32fprer){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG,ENABLE);/*WWDG時(shí)鐘使能*/WWDG_SetPrescaler(fprer);/*設(shè)置IWDG預(yù)分頻值*/WWDG_SetWindowValue(wr);/*設(shè)置窗口值*/WWDG_CNT=tr&WWDG_CNT;/*初始化WWDG_CNT.*/WWDG_Enable(WWDG_CNT);/*使能看門狗,設(shè)置counter.*/WWDG_ClearFlag();/*清除提前喚醒中斷標(biāo)志位*/WWDG_NVIC_Init();/*初始化窗口看門狗NVIC*/WWDG_EnableIT();/*開啟窗口看門狗中斷*/}/***窗口看門狗中斷服務(wù)程序*/voidWWDG_NVIC_Init(void){NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=WWDG_IRQn;/*WWDG中斷*//*搶占2，子優(yōu)先級(jí)3*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*NVIC初始化*/}/***重設(shè)置WWDG計(jì)數(shù)器的值*/voidWWDG_Set_Counter(u8cnt){WWDG_Enable(cnt);/*使能看門狗,設(shè)置counter.*/}/***看門狗中斷服務(wù)程序*/voidWWDG_IRQHandler(void){WWDG_Set_Counter(WWDG_CNT);WWDG_ClearFlag();/*清除提前喚醒中斷標(biāo)志位*/LED1=~LED1;/*LED狀態(tài)翻轉(zhuǎn)*/}