【GD32】从零开始学GD32单片机 | WDGT看门狗定时器+独立看门狗和窗口看门狗例程（GD32F470ZGT6）

news2024/9/21 20:33:05

1. 简介

看门狗从本质上来说也是一个定时器，它是用来监测硬件或软件的故障的；它的工作原理大概就是开启后内部定时器会按照设置的频率更新，在程序运行过程中我们需不断地重装载看门狗，以使它不溢出；如果硬件或软件发生故障没有及时重装载看门狗，就会引发中断或复位。

在GD32中看门狗分为独立看门狗（FWDGT）和窗口看门狗（WWDGT）。

2. 独立看门狗

独立看门狗使用独立的内部时钟，频率为32kHz，因此即使在低功耗模式中它也是能够运行的，适用于需要独立环境且对计时精度要求不高的场合。它的内部有一个12位的向下计数的定时器；运行时，当计时器的计数值达到0，独立看门狗会产生一个系统复位。

看门狗的内部还自带一个预分频器，可以对内部时钟再分频，下面列出了不同的分频系数，对应的最小和最大超时时间。

预分频系数	最小超时（ms）	最大超时（ms）
1/4	0.03125	511.90625
1/8		1023.7812
1/16		2047.53125
1/32		4095.03125
1/64		8190.03125
1/128		16380.03125
1/256		32760.03125

使用独立看门狗时要注意，当执行完喂狗reload操作之后，如需要立即进入deepsleep / standby模式时，必须通过软件设置，在reload命令及deepsleep / standby模式命令中间插入（3个以上）IRC32K时钟间隔。

3. 窗口看门狗

窗口看门狗使用PCLK分频而来的时钟，它内部是一个7位的向下计数的计数器，同样，运行时计数器的值变为0时，会引发中断或系统复位。

若配置为中断使能，那么计数器的值达到0x40时会触发中断；若想产生复位有以下几种方式，一种是在计数值达到窗口寄存器值之前，更新计数器；另一种是将WWDGT_CTL寄存器的WDGTEN位置1，计数器的值达到0x3F时。

窗口看门狗的超时时间可以使用下面的公式计算：

$t_{WWDGT}=t_{PCLK1}\times 4096\times2^{PSC}\times(CNT[5:0]+1)$

这里也提供一个表格列出不同分频系数下的最小和最大超时时间。

预分频系数	最小超时时间（us） CNT[6:0]=0x40	最大超时时间（ms） CNT[6:0]=0x7F
1/1	68.27	4.37
1/2	136.54	8.74
1/4	273.08	17.48
1/8	546.16	34.96

4. 例程

4.1 独立看门狗

例程中会配置独立看门狗运行，在程序中定期对其正常重装载5次，然后不操作，等待看门狗溢出，引起系统复位。

int main(void)
{
    systick_config();
	debug_init();
	printf("fwdgt demo\r\n");
	/* 看门狗超时时间 = 1 / (32kHz / 32) * 3000 = 3s */
	fwdgt_config(3000, FWDGT_PSC_DIV32);
	fwdgt_enable();
	
    if (RESET != rcu_flag_get(RCU_FLAG_FWDGTRST)) {
        /* clear the FWDGT reset flag */
        rcu_all_reset_flag_clear();
	}

    for (uint8_t i = 0; i < 5; i++) {
		delay_1ms(1000);
		printf("reload fwdgt\r\n");
		fwdgt_counter_reload();
    }
	
	while (1) {
	}
}

初始化非常简单，调用fwdgt_config函数，传入重装载值和分频系数即可，我设置的是32分频，重装载值3000，那么超时时间就是大约3秒。最后调用fwdgt_enable即可开启看门狗，那么需要注意的是看门狗一旦开启就关闭不了了，除非系统复位。

下面的循环会每隔1秒重装载看门狗一次，5次过后就不再操作。

从程序的输出可以看到看门狗的确发生了溢出并导致了系统复位。

4.2 窗口看门狗

这个例程配置窗口看门狗并使能，同样定期重装载5次，然后不操作，使看门狗产生系统复位。

int main(void)
{
    systick_config();
	debug_init();
	printf("wwdgt demo\r\n");

    /* 检查系统是否由WWDGT复位中唤醒 */
    if(RESET != rcu_flag_get(RCU_FLAG_WWDGTRST)) {
        /* 清除复位标志 */
        rcu_all_reset_flag_clear();
    }

    /* 使能WWDGT时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_WWDGT);

	/* 看门狗超时时间 = 1 / (60MHz / 4096 / 8) * (127 - 63) = 34.96ms	*/
	/* 窗口范围 26.22ms-34.96ms */
	wwdgt_config(127, 79, WWDGT_CFG_PSC_DIV8);
	wwdgt_enable();

    for (uint8_t i = 0; i < 5; i++) {
		delay_1ms(28);  // 在窗口范围更新才不会复位
		printf("reload wwdgt\r\n");
		wwdgt_counter_update(127);
    }

	while (1) {
	}
}

因为窗口看门狗使用PCLK时钟，所以使用前需要使能时钟。

接下来初始化调用wwdgt_config即可，传入重装载值、窗口值和预分频系数，因为时钟频率较高、计数器位数小还有它基于窗口的这个特性，可以发现窗口看门狗对重装载的时间要求还是蛮高的，用户必须在窗口范围内重装载才不会引发系统复位。初始化后调用wwdgt_enable可使能窗口看门狗。

下面还是一样，重装载5次，之后等待系统复位。