STM32獨(dú)立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗的使用

看門(mén)狗(watch dog)是一個(gè)定時(shí)器，可以設(shè)置一個(gè)定時(shí)時(shí)間，計(jì)時(shí)到時(shí)會(huì)把MCU復(fù)位，所以MCU必須要在定時(shí)時(shí)間到之前將計(jì)數(shù)值重置(這個(gè)動(dòng)作通常稱為喂狗)。

在嵌入式系統(tǒng)中加入看門(mén)狗，可以監(jiān)測(cè)MCU是否還在正常運(yùn)行，如果軟件跑進(jìn)死循環(huán)、或者出現(xiàn)其他錯(cuò)誤，導(dǎo)致不能及時(shí)重置看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，則時(shí)間一到MCU就會(huì)被復(fù)位，重新回到初始狀態(tài)，以此跳出錯(cuò)誤狀態(tài)。

Stm32內(nèi)部帶有獨(dú)立看門(mén)狗、窗口看門(mén)狗。獨(dú)立看門(mén)狗使用時(shí)，只要喂狗時(shí)間不大于設(shè)定的時(shí)間就可以，是最常用的看門(mén)狗用法;而窗口看門(mén)狗，需要喂狗時(shí)間在一個(gè)上下限范圍內(nèi)，才能重置看門(mén)狗計(jì)時(shí)器。

下面我們就分別學(xué)習(xí)一下這兩種看門(mén)狗的使用。

1)stm32的獨(dú)立看門(mén)狗(IWDG)

我們?cè)谥暗拇谥袛喙こ躺闲薷模员阌诖蛴?shù)值查看。

使用cubemx打開(kāi)串口中斷的工程，然后另存為IWDG工程，打開(kāi)獨(dú)立看門(mén)狗，并設(shè)置分頻系數(shù)和重載計(jì)數(shù)值：

然后，切換到clock configuration頁(yè)面，可以看到IWDG的時(shí)鐘來(lái)自于內(nèi)部的低速RC振蕩器，頻率是40kHz：

結(jié)合設(shè)置的分頻系數(shù)和重載計(jì)數(shù)值，我們可以計(jì)算出看門(mén)狗的定時(shí)時(shí)間：

64*1000/40kHz = 1.6s

生成keil工程文件，打開(kāi)，我們可以看到main函數(shù)中已經(jīng)有初始化IWDG的代碼，MX_IWDG_Init()這個(gè)函數(shù)設(shè)置了我們的分頻和計(jì)數(shù)值，并啟動(dòng)了看門(mén)狗。

在使用時(shí)，我們?cè)谥餮h(huán)中，需要在每1.6s之內(nèi)喂一次狗(調(diào)用一次HAL_IWDG_Refresh()函數(shù))。如下圖所示，代碼中是每1s喂一次狗，右邊的運(yùn)行結(jié)果可以看出，程序一直在正常運(yùn)行，沒(méi)有被復(fù)位：

而如果我們改變延時(shí)的參數(shù)，變成每2s喂狗一次，則可以看到，程序會(huì)被復(fù)位：

2)stm32的窗口看門(mén)狗(WWDG)

仍然在之前的串口中斷工程上修改，以便于打印數(shù)值查看。

使用cubemx打開(kāi)串口中斷的工程，然后另存為WWDG工程，打開(kāi)窗口看門(mén)狗，并設(shè)置分頻系數(shù)、窗口值、計(jì)數(shù)值，并使能早期喚醒中斷：

這幾個(gè)參數(shù)的含義解釋一下：

分頻系數(shù)比較好理解，WWDG的主時(shí)鐘是PCLK1(APB1的時(shí)鐘)，這里設(shè)置為8，則分頻為PCLK1/8/4096;

窗口看門(mén)狗的計(jì)時(shí)器是減法計(jì)數(shù)，從設(shè)置的WWDG free-running downcounter value向下計(jì)數(shù)，如果不喂狗，計(jì)到0x3F時(shí)，會(huì)復(fù)位MCU;因此WWDG free-running downcounter value設(shè)置的值必須大于0x3F;而其最大值不能超過(guò)0x7F，圖中設(shè)置的就是最大值0x7F;

WWDG window value的值必須在0x3F和WWDG free-running downcounter value之間，圖中設(shè)置的值時(shí)0x70，表示W(wǎng)WDG計(jì)時(shí)器從0x7F向下遞減時(shí)，要減到0x70之下后，才能有效喂狗(即喂狗的窗口區(qū)間在0x3F ~ WWDG window value之間)。

使能早期喚醒中斷，并開(kāi)啟中斷，這里使用中斷主要是為了方便指示出是否已到窗口時(shí)間內(nèi)：

然后，到clock configuration頁(yè)面下，可以看到PCLK1的頻率為36M：

依據(jù)以上信息，可以計(jì)算出喂狗的窗口：

PCLK1/8/4096 = 1099Hz;

(0x7F-0x3F)/ 1099 = 58ms;

(0x7F-0x70)/1099 = 14ms;

所以，喂狗的窗口時(shí)間約為14ms~58ms。

生成keil工程，打開(kāi)后，在wwdg.c中添加早期窗口看門(mén)狗中斷額回調(diào)函數(shù)，只是置一個(gè)標(biāo)志位：

在主循環(huán)中，檢測(cè)標(biāo)志位，如果有，則說(shuō)明已經(jīng)到窗口時(shí)間，需要盡快喂狗;

程序代碼和運(yùn)行結(jié)果如下圖：

可以看到，喂狗的操作起到了作用，程序沒(méi)有被復(fù)位。

3)關(guān)于看門(mén)狗使用的幾個(gè)要點(diǎn)

在實(shí)際工程應(yīng)用中，使用看門(mén)狗要注意幾個(gè)要點(diǎn)，否則可能發(fā)揮不了它的作用：

a)喂狗的操作，必須要在主循環(huán)里，而不能放在定時(shí)器中斷里!這是很多初學(xué)者容易犯的錯(cuò)誤!因?yàn)?，如果出現(xiàn)了主循環(huán)跑飛或者陷入某個(gè)死循環(huán)，定時(shí)器中斷可能還在正常運(yùn)行，定期進(jìn)入中斷喂狗，則看門(mén)狗不能復(fù)位系統(tǒng)，起不到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的作用;

b)如果是多任務(wù)系統(tǒng)，比如使用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，有多個(gè)任務(wù)在運(yùn)行，使用看門(mén)狗時(shí)，需要依據(jù)任務(wù)功能來(lái)設(shè)置喂狗規(guī)則：在一定時(shí)間內(nèi)必定會(huì)運(yùn)行的一組任務(wù)，需要每個(gè)任務(wù)都執(zhí)行到之后才喂狗一次，保證所有任務(wù)都被監(jiān)測(cè);可能會(huì)被阻塞、或者間隔時(shí)間很長(zhǎng)(超過(guò)看門(mén)狗計(jì)時(shí)時(shí)間)運(yùn)行一次的任務(wù)，則不能與喂狗操作相關(guān)聯(lián)，避免正常運(yùn)行時(shí)被意外復(fù)位。

好了，本節(jié)看門(mén)狗相關(guān)的知識(shí)就講解到這里。