STM32实战总结：HAL之看门狗

news2025/1/16 8:01:03

在由单片机构成的微型计算机系统中，单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环；或者因为用户配置代码出现BUG，导致芯片无法正常工作。出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的模块或者芯片，俗称“看门狗”(watchdog)

简单说：看门狗的本质就是定时计数器，计数器使能之后一直在累加，而喂狗就是重新写入计数器的值，使计数器重新累加。

如果在一定时间内没有接收到喂狗信号（表示MCU已经挂了），便实现处理器的自动复位重启（发送复位信号）

STM32中的看门狗

在STM32中的看门狗具体是什么样的呢？

STM32F10xxx内置两个看门狗，独立看门狗和窗口看门狗。

STM32内置两个看门狗，提供了更高的安全性、时间的精确性和使用的灵活性。两个看门狗设备（独立看门狗、窗口看门狗）可以用来检测和解决由软件错误引起的故障。当计数器达到给定的超时值时，触发一个中断（仅适用窗口看门狗）或者产生系统复位。

独立看门狗(IWDG)由专用的低速时钟(LSI)驱动，即使主时钟发生故障它也仍然有效。因为是独立于主时钟的，所以这就是为什么被称为独立看门狗。

窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动，通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。

注意二者的异同：

✔都是为了保证CPU程序在跑飞时可以进行处理；

✔IWDG比WWDG更精确，IWDG最适合应用于那些需要看门狗作为一个在主程序之外，能够完全独立工作，并且对时间精度要求较低的场合。WWDG最适合那些要求看门狗在精确计时窗口起作用的应用程序；

✔窗口看门狗严格限定喂狗时间段，独立看门狗则是只要没有到时间，都能喂狗。

独立看门狗

根据内部看门狗时钟频率，装载寄存器定一个时间值，比如是1000，那么独立看门狗就会按照时钟频率，从1000开始向下每隔一个时钟周期减1，如果在减到0之前，你用程序代码重新向向下计数器里面写1000（喂狗），那么定时器会重新从1000开始向下递减。如果在减到0的时候，你还没有喂狗（用新的数值覆盖计数器），就会产生复位信号。

在51单片机中，就只有独立看门狗。

IWDG主要性能

● 自由运行的递减计数器

● 时钟由独立的RC振荡器提供(可在停止和待机模式下工作)

● 看门狗被激活后，则在计数器计数至0x000时产生复位

独立看门狗框图如下：

注意：

如果我们要做低功耗模式，就要关闭独立看门狗，因为停机或者待机模式下不会喂狗，但是独立看门狗仍然正常工作，会导致系统复位而退出低功耗模式。

MX配置

关键代码
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "MyApplication.h"

/* Private define-------------------------------------------------------------*/

/* Private variables----------------------------------------------------------*/

/* Private function prototypes------------------------------------------------*/  
static void FeedDog(void);

/* Public variables-----------------------------------------------------------*/
MyIWDG_t MyIWDG = 
{
	TRUE,
	
	FeedDog
};    

/*
	* @name   FeedDog
	* @brief  喂狗
	* @param  None
	* @retval None      
*/
static void FeedDog(void)
{
	HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
}
/********************************************************
  End Of File
********************************************************/

窗口看门狗

根据系统时钟频率，装载一个初始值到向下计数器（假设还是1000），并且设置一个窗口值（小于装载到计数器的初始值，假设是500），窗口看门狗一般会定死窗口下线值是64。计数器从1000开始向下减，在减到500之前（1000到500间），是不允许你去喂狗的，一旦喂狗，就会产生复位信号。只有计数器值减到穿窗口值之后（500到64），才允许你去喂狗。当计数器减到下限值（64到0之间），如果喂狗，也会产生复位信号，当减到0之后，自动产生复位信号。所以窗口看门狗实际上就是设置一个窗口（上下限），在这个范围内，你才允许你去喂狗，只要不在这个范围之内，都会复位。

窗口看门狗中断：

并且窗口看门狗还可以使能中断，如果使能了提前唤醒中断，系统出现问题，喂狗函数没有生效，那么在计数器由减到0x40 (0x3f+1) 的时候，便会先进入中断，之后才会复位，你也可以在中断里面喂狗。
HAL库独立窗口狗函数库讲解：

看门狗初始化：

HAL_WWDG_Init(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);

喂狗：

HAL_WWDG_Refresh(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);

看门狗中断处理函数：

HAL_WWDG_IRQHandler(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);


看门狗中断回调函数：

 __weak HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(hwwdg);
MX配置

参数从上到下为：

分频系数；
窗口值；
初始值；
使能提前唤醒中断；

关键代码
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "MyApplication.h"

/* Private define-------------------------------------------------------------*/

/* Private variables----------------------------------------------------------*/

/* Private function prototypes------------------------------------------------*/  
static void FeedDog(void);

/* Public variables-----------------------------------------------------------*/
MyWWDG_t MyWWDG = 
{
	TRUE,
	
	FeedDog
};    

/*
	* @name   FeedDog
	* @brief  喂狗
	* @param  None
	* @retval None      
*/
static void FeedDog(void)
{
	HAL_WWDG_Refresh(&hwwdg);
}
/********************************************************
  End Of File
********************************************************/
/**
  * @name   HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback
  * @brief  窗口看门狗提前唤醒中断回调函数
  * @param  hwwdg : pointer to a WWDG_HandleTypeDef structure that contains
  *                the configuration information for the specified WWDG module.
  * @retval None
  */
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{
  //喂狗
	if(MyWWDG.FeedDog_Flag == TRUE)
	{
		printf("喂狗\r\n");
		MyWWDG.FeedDog();
	}
}