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[導讀]一、獨立看門狗STM32的獨立看門狗由內(nèi)部專門的40Khz低速時鐘驅(qū)動,即使主時鐘發(fā)生故障,它也仍然有效??撮T狗的原理:單片機系統(tǒng)在外界的干擾下會出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象導致出現(xiàn)死循環(huán),看門狗電路就是為了避免這種情況

一、獨立看門狗

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

看門狗的原理:單片機系統(tǒng)在外界的干擾下會出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象導致出現(xiàn)死循環(huán),看門狗電路就是為了避免這種情況的發(fā)生。看門狗的作用就是在一定時間內(nèi)(通過定時計數(shù)器實現(xiàn))沒有接收喂狗信號(表示MCU已經(jīng)掛了),便實現(xiàn)處理器的自動復位重啟(發(fā)送復位信號)。

在鍵值寄存器(IWDG_KR)中寫入0xCCCC,開始啟用獨立看門狗;此時計數(shù)器開始從其復位值0xFFF遞減計數(shù)。當計數(shù)器計數(shù)到末尾0x000時,會產(chǎn)生一個復位信號(IWDG_RESET)。無論何時,只要鍵寄存器IWDG_KR中被寫入0xAAAA,IWDG_RLR中的值就會被重新加載到計數(shù)器中從而避免產(chǎn)生看門狗復位。

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

只要對以上三個寄存器進行相應(yīng)的設(shè)置,我們就可以啟動STM32的獨立看門狗,啟動過程可以按如下步驟實現(xiàn)(獨立看門狗相關(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(向IWDG_KR寫入0X5555)

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

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);

2)設(shè)置獨立看門狗的預分頻系數(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間(也就是看門狗溢出時間),該時間的計算方式為:

Tout=((4×2^prer)×rlr)/40

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

比如我們設(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,就不會導致看門狗復位(當然寫入多次也是可以的)。這里需要提醒大家的是,看門狗的時鐘不是準確的40Khz,所以在喂狗的時候,最好不要太晚了,否則,有可能發(fā)生看門狗復位。

3)重載計數(shù)值喂狗(向IWDG_KR寫入0XAAAA)

庫函數(shù)里面重載計數(shù)值的函數(shù)是:

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

通過這句,將使STM32重新加載IWDG_RLR的值到看門狗計數(shù)器里面。即實現(xiàn)獨立看門狗的喂狗操作。

4)啟動看門狗(向IWDG_KR寫入0XCCCC)

庫函數(shù)里面啟動獨立看門狗的函數(shù)是:

IWDG_Enable();//使能IWDG

通過這句,來啟動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.*時間計算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40(ms).*/voidIWDG_Init(u8prer,u16rlr){IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);/*使能對寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的寫操作*/IWDG_SetPrescaler(prer);/*設(shè)置IWDG預分頻值:設(shè)置IWDG預分頻值*/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計數(shù)器*/IWDG_Enable();/*使能IWDG*/}/***喂獨立看門狗*/voidIWDG_Feed(void){IWDG_ReloadCounter();/*reload*/}/***main函數(shù)*/voidmain(void){NVIC_Configuration();//優(yōu)先級配置IWDG_Init(4,625);//初始化獨立看門狗,分頻數(shù)為64,重裝載值為625,溢出時間計算為: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)測由外部干擾或不可預見的邏輯條件造成的應(yīng)用程序背離正常的運行序列而產(chǎn)生的軟件故障。除非遞減計數(shù)器的值在T6位(WWDG->CR的第六位)變成0前被刷新,看門狗電路在達到預置的時間周期時,會產(chǎn)生一個MCU復位。在遞減計數(shù)器達到窗口配置寄存器(WWDG->CFR)數(shù)值之前,如果7位的遞減計數(shù)器數(shù)值(在控制寄存器中)被刷新,那么也將產(chǎn)生一個MCU復位。這表明遞減計數(shù)器需要在一個有限的時間窗口中被刷新。

小總結(jié):

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

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

3、當 計數(shù)器的值 從0x40變到0x3F的時候,將產(chǎn)生看門狗復位;當然在要產(chǎn)生復位的前一段時間,如果開啟了提前喚醒中斷,那么就會進入中斷,在中斷函數(shù)里,我們需要及時喂狗,否則會產(chǎn)生復位;

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

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時鐘

WWDG使用的是PCLK1的時鐘,需要先使能時鐘。方法是:

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG,ENABLE);//WWDG時鐘使能

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);

這個函數(shù)就一個入口參數(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);

這個函數(shù)同樣只有一個入口參數(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

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

4)設(shè)置計數(shù)器初始值并使能看門狗

這一步在庫函數(shù)里面是通過一個函數(shù)實現(xiàn)的:

voidWWDG_Enable(uint8_tCounter);

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

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,否則當窗口看門狗計數(shù)器值減到0X3F的時候,就會引起軟復位了。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計數(shù)器的設(shè)置值,默認為最大.*//***初始化窗口看門狗*tr:T[6:0],計數(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時鐘使能*/WWDG_SetPrescaler(fprer);/*設(shè)置IWDG預分頻值*/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志位*/LED1=~LED1;/*LED狀態(tài)翻轉(zhuǎn)*/}

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