如何設(shè)計(jì)STM32單片機(jī)獨(dú)立看門(mén)狗程序？

今天要學(xué)習(xí)的是獨(dú)立看門(mén)狗，看門(mén)狗電路的應(yīng)用，使單片機(jī)可以在無(wú)人狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，其 工作原理是:看門(mén)狗芯片和單片機(jī)的一個(gè)I/O引腳相連，該I/O引腳通過(guò)程序控制它定時(shí)地往看門(mén)狗的 這個(gè)引腳上送入高電平(或低電平)，這一程序語(yǔ)句是分散地放在單片機(jī)其他控制語(yǔ)句中間的，一旦單片機(jī)由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)時(shí)，寫(xiě)看門(mén)狗引腳的程序便不 能被執(zhí)行，這個(gè)時(shí)候，看門(mén)狗電路就會(huì)由于得不到單片機(jī)送來(lái)的信號(hào)，便在它和單片機(jī)復(fù)位引腳相 連的引腳上送出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位。即程序從程序存儲(chǔ)器的起始位置開(kāi)始執(zhí)行，這樣便實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的自動(dòng)復(fù)位。

1.1獨(dú)立看門(mén)狗簡(jiǎn)介

看門(mén)狗定時(shí)器 (WDT，Watch Dog Timer)是單片機(jī)的組成部分，它實(shí)際上是一個(gè)計(jì)數(shù)器，一般 給看門(mén)狗一個(gè)數(shù)值，程序開(kāi)始運(yùn)行后看門(mén)狗開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如果程序運(yùn)行正常，過(guò)一段時(shí)間CPU應(yīng)發(fā) 出指令讓看門(mén)狗復(fù)位，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，也就是所謂的“喂狗”。如果看門(mén)狗減到0就認(rèn)為程序沒(méi)有正常 工作，強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。獨(dú)立看門(mén)狗由專(zhuān)用低速時(shí)鐘(LSI)驅(qū)動(dòng)，計(jì)時(shí)主時(shí)鐘發(fā)生故障它也仍然 有效。 看門(mén)狗主要是用于在發(fā)生系統(tǒng)軟件故障時(shí)，將系統(tǒng)復(fù)位。也可以用于將系統(tǒng)從休眠或空閑模式喚 醒。IWDG主要應(yīng)用于那些需要看門(mén)狗作為一個(gè)在主程序之外，能夠完全獨(dú)立工作，并且對(duì)時(shí)間精度 要求較低的場(chǎng)合。

1.2獨(dú)立看門(mén)狗功能描述

獨(dú)立看門(mén)狗是自由運(yùn)行的遞減計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘由獨(dú)立的RC振蕩器提供(可在停止和待機(jī)模式下工 作)，看門(mén)狗被激活后，在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0x000時(shí)產(chǎn)生復(fù)位。 在鍵寄存器(IWDG_KR)中寫(xiě)入0xCCCC，開(kāi)始啟用獨(dú)立看門(mén)狗;此時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)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(wú)論何 時(shí)，只要在鍵寄存器IWDG_KR中寫(xiě)入0xAAAA，IWDG_RLR中的值就會(huì)被重新加載到計(jì)數(shù)器，從而 避免產(chǎn)生看門(mén)狗復(fù)位。

其中，預(yù)分頻寄存器(IWDG_PR)，最低三位PR[2:0](Prescaler divider)有效，可設(shè)置有8種不同的計(jì)數(shù)器時(shí)鐘預(yù)分頻因子。

重裝載寄存器(IWDG_RLR)低12位RL[11:0]: 看門(mén)狗計(jì)數(shù)器重裝載值 (Watchdog counter reload value) 有效，用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器的重裝載值。

注意要設(shè)置以上兩個(gè)寄存器的值需滿(mǎn)足兩個(gè)條件，詳見(jiàn)如下：

鍵寄存器(IWDG_KR)，用來(lái)控制去除IWDG_PR和IWDG_RLR寫(xiě)保護(hù)功能以便正常寫(xiě)值，向此寄存器寫(xiě)入0x5555則暫時(shí)去除IWDG_PR和IWDG_RLR的寫(xiě)保護(hù)功能才可向兩個(gè)寄存器中寫(xiě)值。

當(dāng)向此寄存器寫(xiě)入0xAAAA則IWDG_RLR的值會(huì)重裝載，防止MCU復(fù)位，向入0xCCCC是開(kāi)啟狗立看門(mén)狗動(dòng)作。

狀態(tài)寄存器(IWDG_SR)最低兩位有效RVU: 看門(mén)狗計(jì)數(shù)器重裝載值更新 (Watchdog counter reload value update) 標(biāo)識(shí)位和PVU: 看門(mén)狗預(yù)分頻值更新 (Watchdog prescaler value update) 標(biāo)識(shí)位，分別用來(lái)指示此時(shí)是否可向IWDG_RLR 和 IWDG_PR寫(xiě)值，此寄存器由硬件置1與清0，只有當(dāng)為0時(shí)才可向上面兩個(gè)寄存器寫(xiě)值。

窗口看門(mén)狗中斷函數(shù)是在遞減計(jì)數(shù)器減少到0x40是被調(diào)用，因?yàn)樗旧碛?jì)數(shù)就比較慢，所以離數(shù)到0x3F復(fù)位還有一段時(shí)間，我認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)是為MCU復(fù)位之前留下一點(diǎn)時(shí)間，能夠使工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要在中斷函數(shù)保存一些重要的數(shù)據(jù)，這樣在復(fù)位后MCU可知道系統(tǒng)因異常復(fù)位的某此狀態(tài)，以使系統(tǒng)有更高穩(wěn)定性。

控制寄存器(WWDG_CR)中的值必須在0xFF與0xC0之間， 因?yàn)樗牡?至第6位為遞減計(jì)數(shù)器CNT，在它的第6位變?yōu)?時(shí)將產(chǎn)生復(fù)位，所以在初始化時(shí)需要為1，第7位WDGA是用來(lái)設(shè)置啟動(dòng)或禁止窗口看門(mén)狗的，當(dāng)為1進(jìn)才會(huì)啟動(dòng)窗口看門(mén)狗，所以第6和第7位都需為1，即WWDG_CR 的值需要大于等于0xC0 。配置寄存器(WWDG_CFR) 第0至第6位 是設(shè)置窗口邊界值用的，只有當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器CNT的值小于邊界值時(shí)才可以喂狗，過(guò)早不行，狗還不餓，撐死了。

并且我覺(jué)得在窗口看門(mén)狗中斷函數(shù)中喂狗沒(méi)有什么意義，程序本來(lái)已經(jīng)不按正常運(yùn)行了，還在中斷函數(shù)中喂狗防止復(fù)位只會(huì)錯(cuò)上加錯(cuò)，不好好利用它干點(diǎn)正事，更是浪費(fèi)資源。