如何設(shè)計(jì)STM32單片機(jī)獨(dú)立看門狗程序?
今天要學(xué)習(xí)的是獨(dú)立看門狗,看門狗電路的應(yīng)用,使單片機(jī)可以在無人狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作,其 工作原理是:看門狗芯片和單片機(jī)的一個(gè)I/O引腳相連,該I/O引腳通過程序控制它定時(shí)地往看門狗的 這個(gè)引腳上送入高電平(或低電平),這一程序語句是分散地放在單片機(jī)其他控制語句中間的,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),寫看門狗引腳的程序便不 能被執(zhí)行,這個(gè)時(shí)候,看門狗電路就會由于得不到單片機(jī)送來的信號,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,使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位。即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行,這樣便實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的自動復(fù)位。
1.1獨(dú)立看門狗簡介
看門狗定時(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 給看門狗一個(gè)數(shù)值,程序開始運(yùn)行后看門狗開始倒計(jì)時(shí)。如果程序運(yùn)行正常,過一段時(shí)間CPU應(yīng)發(fā) 出指令讓看門狗復(fù)位,重新開始計(jì)數(shù),也就是所謂的“喂狗”。如果看門狗減到0就認(rèn)為程序沒有正常 工作,強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。獨(dú)立看門狗由專用低速時(shí)鐘(LSI)驅(qū)動,計(jì)時(shí)主時(shí)鐘發(fā)生故障它也仍然 有效。 看門狗主要是用于在發(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)用于那些需要看門狗作為一個(gè)在主程序之外,能夠完全獨(dú)立工作,并且對時(shí)間精度 要求較低的場合。
1.2獨(dú)立看門狗功能描述
獨(dú)立看門狗是自由運(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),會產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(IWDG_RESET)。無論何 時(shí),只要在鍵寄存器IWDG_KR中寫入0xAAAA,IWDG_RLR中的值就會被重新加載到計(jì)數(shù)器,從而 避免產(chǎn)生看門狗復(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]: 看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值 (Watchdog counter reload value) 有效,用來設(shè)置計(jì)數(shù)器的重裝載值。
注意要設(shè)置以上兩個(gè)寄存器的值需滿足兩個(gè)條件,詳見如下:
鍵寄存器(IWDG_KR),用來控制去除IWDG_PR和IWDG_RLR寫保護(hù)功能以便正常寫值,向此寄存器寫入0x5555則暫時(shí)去除IWDG_PR和IWDG_RLR的寫保護(hù)功能才可向兩個(gè)寄存器中寫值。
當(dāng)向此寄存器寫入0xAAAA則IWDG_RLR的值會重裝載,防止MCU復(fù)位,向入0xCCCC是開啟狗立看門狗動作。
狀態(tài)寄存器(IWDG_SR)最低兩位有效RVU: 看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值更新 (Watchdog counter reload value update) 標(biāo)識位和PVU: 看門狗預(yù)分頻值更新 (Watchdog prescaler value update) 標(biāo)識位,分別用來指示此時(shí)是否可向IWDG_RLR 和 IWDG_PR寫值,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)寄存器寫值。
窗口看門狗中斷函數(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是用來設(shè)置啟動或禁止窗口看門狗的,當(dāng)為1進(jìn)才會啟動窗口看門狗,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,過早不行,狗還不餓,撐死了。
并且我覺得在窗口看門狗中斷函數(shù)中喂狗沒有什么意義,程序本來已經(jīng)不按正常運(yùn)行了,還在中斷函數(shù)中喂狗防止復(fù)位只會錯(cuò)上加錯(cuò),不好好利用它干點(diǎn)正事,更是浪費(fèi)資源。