STM32入門學(xué)習(xí)筆記之看門狗實(shí)驗(yàn)（上）

14.1 STM32看門狗簡介

在單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)的工作可能會受到外界的電磁干擾或者程序運(yùn)行的BUG導(dǎo)致程序指針錯(cuò)誤，或者其他錯(cuò)誤導(dǎo)致的死循環(huán)，引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，所以需要一個(gè)與系統(tǒng)獨(dú)立的定時(shí)器來監(jiān)控單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，這個(gè)定時(shí)器在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，不停的刷新定時(shí)器的計(jì)數(shù)器，例如隔一段時(shí)間給這個(gè)定時(shí)器的計(jì)數(shù)器寫100，然后在定時(shí)器減運(yùn)算到0之前再一次寫入100，這樣，就保證了定時(shí)器不計(jì)數(shù)到0，也就意味著通過判斷這個(gè)定時(shí)器是否計(jì)數(shù)到0來判斷系統(tǒng)是否陷入死機(jī)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)這種功能的定時(shí)器就稱為看門狗，不停的刷新計(jì)數(shù)器值的行為就稱為“喂狗”，一般計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0后會直接對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，用于避免系統(tǒng)陷入死循環(huán)。

STM32內(nèi)部有兩種看門狗模塊，一種是窗口看門狗WWDG，另一種是獨(dú)立看門狗IWDG，STM32的獨(dú)立看門狗由內(nèi)部專門的40Khz低速時(shí)鐘驅(qū)動，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障，它也仍然有效。

獨(dú)立看門狗的時(shí)鐘是一個(gè)內(nèi)部RC時(shí)鐘，所以并不是準(zhǔn)確的40Khz，而是在30~60Khz之間的一個(gè)可變化的時(shí)鐘，只是我們在估算的時(shí)候，以40Khz的頻率來計(jì)算。

窗口看門狗通常被用來監(jiān)測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。

14.2 獨(dú)立看門狗相關(guān)寄存器

14.2.1 鍵值寄存器IWDG_KR

該寄存器屬于只寫寄存器，讀取的值為0x0000，軟件必須以一定間隔寫入0xAAAA，否則，當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，看門狗會產(chǎn)生復(fù)位；

寫入0x5555表示允許訪問IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器；

寫入0xCCCC表示啟動看門狗工作，如果選擇了硬件看門狗則不受此命令字限制。

14.2.2 預(yù)分頻寄存器IWDG_PR

Bit 2~Bit 0：預(yù)分頻因子

000：預(yù)分頻因子=4

001：預(yù)分頻因子=8

010：預(yù)分頻因子=16

011：預(yù)分頻因子=32

100：預(yù)分頻因子=64

101：預(yù)分頻因子=128

110：預(yù)分頻因子=256

111：預(yù)分頻因子=256

14.2.3 重裝載寄存器IWDG_RLR

Bit 11~Bit 0：看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值：每當(dāng)向IWDG_KR寄存器寫入0xAAAA時(shí)，重裝載值會被傳送到計(jì)數(shù)器中，隨后計(jì)數(shù)器從這個(gè)值開始遞減計(jì)數(shù)。

14.3 窗口看門狗相關(guān)寄存器

14.3.1 控制寄存器WWDG_CR

Bit 7：激活位:，此位由軟件置1，但僅能由硬件在復(fù)位后清0。當(dāng)WDGA=1時(shí)，看門狗可以產(chǎn)生復(fù)位

0：禁止看門狗

1：啟用看門狗

Bit 6~Bit 0：7位計(jì)數(shù)器，存儲看門狗的計(jì)數(shù)器值。每(4096x2 ^WDGTB^ )個(gè)PCLK1周期減1。當(dāng)T6變成0產(chǎn)生看門狗復(fù)位

14.3.2 配置寄存器WWDG_CFR

Bit 9：提前喚醒中斷，此位若置1，則當(dāng)計(jì)數(shù)器值達(dá)到40h，即產(chǎn)生中斷，此中斷只能由硬件在復(fù)位后清除

Bit 8：預(yù)分頻器時(shí)基

00：CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘不分頻

01：CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘2分頻

10：CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘4分頻

11：CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘8分頻

Bit6~Bit 5：7位窗口值，用來與遞減計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較用的窗口值

14.3.3 狀態(tài)寄存器WWDG_SR

Bit 0：提前喚醒中斷標(biāo)志，當(dāng)計(jì)數(shù)器值達(dá)到40h時(shí)，此位由硬件置1。它必須通過軟件寫0來清除。若中斷未被使能，此位也會被置1

14.4 實(shí)驗(yàn)例程

14.4.1 獨(dú)立看門狗實(shí)驗(yàn)

功能：如果看門狗沒有復(fù)位，接在PB5上的LED常亮，如果PA0的按鍵按下，就喂狗，只要按鍵不停的按，看門狗就一直不會產(chǎn)生復(fù)位，保持DS0的常亮，一旦超過看門狗定溢出時(shí)間，那么將導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致DS0熄滅一次。

（1）創(chuàng)建wdg.h文件輸入以下代碼。

#ifndef _WDG_H_
#define _WDG_H_


#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
                  函    數(shù)    列    表
*********************************************************************************************************/
void IWDG_Init( u8 prer, u16 rlr ) ;                                  //獨(dú)立看門狗初始化


#endif

（2）創(chuàng)建wdg.c文件輸入以下代碼。

#include "wdg.h"
/***************************************************
Name    :IWDG_Init
Function  :獨(dú)立看門狗初始化
Paramater  :
      prer:分頻數(shù):0~7
      rlr:重裝載寄存器值
Return    :None
***************************************************/
void IWDG_Init( u8 prer, u16 rlr )
{
  IWDG->KR = 0x5555 ;                                          //使能對IWDG->PR和IWDG->RLR的寫
    IWDG->PR = prer ;                                          //設(shè)置分頻系數(shù)
    IWDG->RLR = rlr ;                                          //從加載寄存器 IWDG->RLR
  IWDG->KR = 0xAAAA ;                                          //更新計(jì)數(shù)器
    IWDG->KR = 0xCCCC ;                                          //使能看門狗
}

（3）在1.c文件中輸入以下代碼。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "wdg.h"
/***************************************************
Name    :LED_Init
Function  :LED初始化
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
#define LED PBout( 5 )                                          //定義LED端口
void LED_Init()
{
  RCC->APB2ENR |= 1<<3 ;
  GPIOB->CRL &= 0xFF0FFFFF ;
  GPIOB->CRL |= 0x00300000 ;
  LED = 1 ;
}
/***************************************************
Name    :KEY_Init
Function  :KEY初始化
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
#define KEY  PAin( 0 )                                          //定義按鍵端口
void KEY_Init()
{
  RCC->APB2ENR |= 1<<2 ;
  GPIOA->CRL &= 0xFFFFFFF0 ;
  GPIOA->CRL |= 0x00000008;
}
/***************************************************
Name    :main
Function  :主函數(shù)
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
int main()
{
  STM32_Clock_Init( 9 ) ;                                        //STM32時(shí)鐘初始化
  SysTick_Init( 72 ) ;                                        //SysTick初始化
  USART1_Init( 72, 115200 ) ;                                      //初始化串口1波特率115200
  LED_Init() ;                                            //LED初始化
  KEY_Init() ;                                            //按鍵初始化
   delay_ms( 500 ) ;                                          //延時(shí)500ms,讓人可以看到DS0滅的狀態(tài)
   IWDG_Init( 4, 625 ) ;                                        //與分頻數(shù)為64,重載值為625,溢出時(shí)間為1s
  LED = 0 ;                                              //點(diǎn)亮DS0
  while( 1 )
  {
    if( KEY==1 )
    {
      delay_ms( 10 ) ;
      if( KEY==1 )
      {
        IWDG->KR = 0xAAAA ;                                    //喂狗
      }
    }
    delay_ms( 20 ) ;
  }
}