使用STM32怎么喂狗 (IWDG)

news2024/11/19 19:27:57

STM32F1 的独立看门狗(以下简称 IWDG)。

STM32F1内部自带了两个看门狗,一个是独立看门狗 IWDG,另一个是窗口看门狗 WWDG,

本章只介绍独立看门狗 IWDG,窗口看门狗 WWDG 会在后面章节介绍。

本章要实现的功能是:

通过 K1 按键进行喂狗,喂狗的时候 D1 指示灯点亮,超过喂狗时间产生复位后 D1 指示灯熄灭,

同时使用 D2 指示灯闪烁表示系统运行。

26.1 IWDG 介绍

IWDG 简介

STM32F1 芯片内部含有两个看门狗外设,

一个是 独立看门狗 IWDG,

另一个是 窗口看门狗 WWDG。

两个看门狗外设(独立和窗口)均可用于检测并解决由软件错误导致的故障。

独立看门狗简单理解其实就是一个 12 位递减计数器,当计数器从某一个值递减到 0 时(如果看门狗已激活),系统就会产生一次复位。

如果在计数器递减到 0 之前刷新了计数器值,那么系统就不会产生复位。

这个刷新计数器值过程我们称之为“喂狗”。

看门狗功能由 VDD 电压域供电,在停止模式和待机模式下仍能工作。

IWDG 结构框图

(1)标号 1:IWDG 时钟

独立看门狗(IWDG)由其专用低速时钟 (LSI) 驱动,因此即便在主时钟发生故障时仍然保持工作状态。

在前面介绍时钟树时,我们就讲解过 LSI,其频率一般在 30-60KHz 之间,通常选择 40KHz 作为 IWDG 时钟。

由于 LSI 的时钟频率并不非常精确,所以独立看门狗只适用于对时间精度要求比较低的场合。

(2)标号 2:预分频器寄存器

LSI 时钟并不是直接提供给计数器时钟,而是通过一个 8 位预分频寄存器

IWDG_PR 分频后输入给计数器时钟。

我们可以操作 IWDG_PR 寄存器来设置分频因

子,分频因子可以为 4、8、16、32、64、128、256。

分频后的计数器时钟为:CK_CNT= 40/ 42^PRE,PRE 为预分频系数(0-6),

*4*2^PRE 大小就是 4、8、16、32、64、128、256 值。每经过一个计数器时钟,

计数器就减 1。

(3)标号 3:计数器

独立看门狗的计数器是一个 12 位的递减计数器,计数最大值为 0XFFF,当

递减到 0 时,会产生一个复位信号,让系统重新启动运行,如果在计数器减到 0

之前刷新了计数器值的话,就不会产生复位信号,这个刷新计数器值过程我们称

之为“喂狗”。

(4)标号 4:重装载寄存器

重装载寄存器是一个 12 位的寄存器,里面装着要刷新到计数器的值,这个

值的大小决定着独立看门狗的溢出时间。溢出时间 Tout = (4*2^pre) / 40 * rlr

(ms),pre 是预分频器系数(0-6),rlr 是重装载寄存器的值,公式内的 40 是

独立看门狗的时钟。

比如设置 pre=4,rlr=800,那么独立看门狗溢出时间是 1280ms,也就是说

如果在 1280ms 内没有进行喂狗,那么系统将进行重启,即程序重新开始运行

(5)标号 5:密钥寄存器

密钥寄存器(IWDG_KR)也称为关键字寄存器或键寄存器。此寄存器可以说

是 IWDG 的一个控制寄存器。往该寄存器写入三种值会有三种控制效果:

①写入 0X5555,由于 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保护。若要

修改寄存器,必须首先对 IWDG_KR 寄存器写入代码 0x5555。若写入其他值将重

启写保护。

②写入 0XAAAA,把 IWDG_RLR 寄存器内值重装载到计数器中。

③写入 0XCCCC,启动 IWDG 功能。此方式属于软件启动,一旦开启独立看门

狗,它就关不掉,只有复位才能关掉。

(6)标号 6:状态寄存器

状态寄存器 IWDG_SR 只有位 0: PVU 和位 1: RVU 有效,这两位只能由

硬件操作。RVU:看门狗计数器重装载值更新,硬件置 1 表示重装载值的更新正

在进行中,更新完毕之后由硬件清 0。 PVU: 看门狗预分频值更新,硬件置 1

表示预分频值的更新正在进行中,当更新完成后,由硬件清 0。

所以只有当RVU/PVU 等于 0 的时候才可以更新重装载寄存器/预分频寄存器。

由于篇幅限制,本章并没有对相关寄存器进行介绍,大家可以参考

《STM32F10x 中文参考手册》-17 独立看门狗(IWDG)章节,里面有详细的讲解。

如果看不懂的可以暂时放下,因为我们使用的是库函数开发。

26.2 IWDG 配置步骤

(IWDG 相关库函数在 stm32f10x_iwdg.c 和 stm32f10x_iwdg.h 文件中)

(1)开启寄存器访问(给 IWDG_KR 寄存器写入 0X5555)

通过前面内容的介绍我们知道 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保

护。

若要修改寄存器,必须首先对 IWDG_KR 寄存器写入代码 0x5555,如果写入

其他的值将重新开启写保护。

在库函数中实现函数如下:

 

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //取消寄存器写保护

这个函数非常简单,里面的参数就是用来使能或失能写访问,即开启或关闭写访问。

(2)设置 IWDG 预分频系数和重装载值

 

设置 IWDG 预分频系数函数为: void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //设置 IWDG 预分频值 设置 IWDG 重装载值函数为: void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //设置 IWDG 重装载值

设置好 IWDG 的分频系数 pre 和重装载值就可以知道独立看门狗的喂狗时

间,也就是看门狗溢出时间,该时间的计算公式前面已经介绍,

公式如下:

Tout = (4*2^pre) / 40 * rlr

(3)重载计数器值(喂狗)(给 IWDG_KR 寄存器写入 0XAAAA)

 

重载计数器值(喂狗)库函数是: IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值 此函数功能是将 IWDG_RLR 寄存器内值重新加载到独立看门狗计数器内,实现喂狗操作。

(4)开启 IWDG(给 IWDG_KR 寄存器写入 0XCCCC)

要使用独立看门狗,我们还需要打开它,开启 IWDG 的库函数是:

 

IWDG_Enable(); //打开独立看门狗

这里提醒下大家:IWDG 在一旦启用,就不能再被关闭,想要关闭,只能重

启,并且重启之后不能打开 IWDG,否则问题依旧存在。所以如果不用 IWDG 的

话,就不要去打开它,免得麻烦。

通过以上几步配置好后,我们就可以正常使用独立看门狗了,我们需要在规

定的时间内喂狗,否则系统即会重新启动。

IWDG的函数库的介绍

26.3 硬件设计

由于 IWDG 是 STM32F1 内部资源,因此本硬件电路非常简单,只有 LED 指示

灯、KEY1 按键连接,其对应的电路图在前面章节中都有介绍,这里就不多说。

D2 用来提示系统运行,D1 用来作为喂狗和系统重启时的提示,KEY1 按键用来喂

狗操作,喂狗时 D1 亮,喂狗失败系统重启,D1 灭。

26.4 软件设计

本章所要实现的功能是:通过 KEY1 按键进行喂狗,喂狗的时候 D1 点亮,同

时串口输出“喂狗”提示信息,超过喂狗时间系统重启 D1 熄灭,同时串口输出

“复位系统”提示信息,同时使用 D2 指示灯闪烁表示系统运行。

程序框架如下:

(1)初始化 IWDG(开启 IWDG,设置溢出时间)

#include "iwdg.h"

/*
u8 Pre 预分频值
u16 rlr 重装载值
*/


// IWDG 初始化 
void IWDG_Init(u8 pre,u16 rlr)
{
	// 第一步
	IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);     //取消寄存器写保护 
	
	// 第二步
	IWDG_SetPrescaler(pre); //设置 IWDG 预分频值
	IWDG_SetReload(rlr); //设置 IWDG 重装载值
	
	// 第三步
	IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值
	
	// 第四步
	IWDG_Enable(); //打开独立看门狗
		
}


// 喂狗
void IWDG_FeedDog(void)
{
	IWDG_ReloadCounter();
}

(2)编写主函数

#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
#include "iwdg.h"


int main()
{
	u8 i=0;

	
	SysTick_Init(72);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组分2组
	LED_Init();
	USART1_Init(115200);
	KEY_Init();
	IWDG_Init(4,800); // 1280ms
	
	LED1=1;
	printf("复位系统\r\n");
	
	while(1)
	{	
		if(KEY_Scan(0)==KEY1_PRESS)
		{
			IWDG_FeedDog();
			LED1 =0;
			printf("喂狗\r\n");
		}
		
		
		i++;
		if(i%10==0)
			LED0=!LED0;
		delay_ms(10);
	}
}

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