【STM32】详解独立看门狗的本质和使用步骤代码

news2024/12/25 9:01:13

一、看门狗

1、介绍

作为一个检测装置，发生意外情况能够报告并处理突发意外——复位。
复位中断属于不可屏蔽中断，属于优先级最高的中断

2、作用

两个看门狗（独立看门狗和窗口看门狗）均可用于检测并解决由软件错误导致的故障（程序跑飞）；当计数器达到给定的超时值时，触发一个中断（仅适用于窗口型看门狗）或产生系统复位。

3、窗口看门狗

指定程序段执行一定的时间范围内时，窗口看门狗能够再设置好后进行监督。

二、独立看门狗

1、独立看门狗（IWDG）的本质

独立看门狗的工作独立于主程序，但是它能监督主程序。本质是一个递减计数器，由LSI提供时钟驱动。设置一个看门的计时时间（计数脉冲个数），看门狗会开始倒计时，看门狗计数器倒计数到0，系统复位。
以上前提如何实现监督呢？
让正常运行的主程序定时喂狗——重置看门计数器的值。
如果主程序跑飞/崩溃，没有人喂狗，看门狗就会倒计时到0，直接复位。

2、流程

启动看门狗：对密钥寄存器（IWDG_KR）写入0xCCCC。
重载计数器，避免看门狗复位（喂狗）：对密钥寄存器（IWDG_KR）写入0xAAAA。
IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器具有写保护，若要修改寄存器，则对密钥寄存器（IWDG_KR）写入0x5555

3、独立看门狗框图

在这里插入图片描述
IWDG_PR分频系数选择：

4、独立看门狗的使用

需要控制的寄存器有：

键值寄存器IWDG_KR: 0~15位有效
预分频寄存器IWDG_PR：0~2位有效。具有写保护功能，要操作先取消写保护
重装载寄存器IWDG_RLR：0~11位有效。具有写保护功能，要操作先取消写保护。
状态寄存器IWDG_SR：0~1位有效

IWDG独立看门狗操作库函数

void IWDG_WriteAccessCmd(uint16_t IWDG_WriteAccess);//取消写保护：0x5555使能
void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler);//设置预分频系数：写PR
void IWDG_SetReload(uint16_t Reload);//设置重装载值：写RLR
void IWDG_ReloadCounter(void);//喂狗：写0xAAAA到KR
void IWDG_Enable(void);//使能看门狗：写0xCCCC到KR
FlagStatus IWDG_GetFlagStatus(uint16_t IWDG_FLAG);//状态：重装载/预分频 更新

独立看门狗的操作步骤
①取消寄存器写保护（向 IWDG_KR 写入 0X5555 ）：
IWDG_WriteAccessCmd();

通过这步，取消 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的写保护，使后面可以操作这两个寄存器,设置 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的值。
这在库函数中的实现函数是： IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
开启/取消写保护，也就是使能/失能写权限

② 设置独立看门狗的预分频系数，确定时钟:
IWDG_SetPrescaler();

设置看门狗的分频系数的函数是：
//设置 IWDG 预分频值
void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler);
设置看门狗的重装载值的函数是：
//设置 IWDG 重装载值
void IWDG_SetReload(uint16_t Reload);
设置好看门狗的分频系数 prer 和重装载值就可以知道看门狗的喂时间（也就是看门狗溢出时间），该时间的计算方式为（以时钟40KHZ计算）：
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40
Tout 为看门狗溢出时间（单位为 ms）；prer为看门狗时钟预分频（IWDG_PR 值），范围为 0~7；rlr 为看门狗的重装载值（IWDG_RLR 的值）；我们设定 prer 值为 4， rlr 值为 625，那么就可以得到 Tout=64×625/40=1000ms，这样，看门狗的溢出时间就是 1s，只要你在一秒钟之内，有一次写入 0XAAAA 到 IWDG_KR，就不会导致看门狗复位。
注意：看门狗的时钟频率并不是确定不变的40KHZ（而是在 15~47Khz 之间的一个可变化的时钟），必须控制好大概复位时间。

③ 设置看门狗重装载值，确定溢出时间:
IWDG_SetReload();

库函数里面重载计数值的函数是：
//按照 IWDG 重装载寄存器的值重装载 IWDG 计数器
IWDG_ReloadCounter();
通过这句，将使 STM32 重新加载 IWDG_RLR 的值到看门狗计数器里面。即实现独立看门狗的喂狗操作。

④ 使能看门狗
IWDG_Enable();

库函数里面启动独立看门狗的函数是：
IWDG_Enable(); //使能 IWDG
这函数用来启动 STM32F4 的看门狗。
注意 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，所以在这里提醒大家，如果不用 IWDG 的话，就不要去打开它，免得麻烦。

⑤ 应用程序喂狗:
IWDG_ReloadCounter();

溢出时间计算：
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /32 （M4)

5、初始化示例代码

void IWDG_Init()
{
	//开启IWDG_PR 寄存器和IWDG_RLR寄存器写权限
	//IWDG->KR = 0x5555;
	IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
	
	//设置预分频系数  LSI---32Khz
//	IWDG->PR &= ~0x07;
//	IWDG->PR |= 0x03;
	IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_32);
	
	//设置RLR-ARR  CNT
	//IWDG->RLR = 500-1;//10ms看门超时时间
	IWDG_SetReload(500-1);
	
	//先喂狗一次  让CNT从RLR拿到初值
	//IWDG->KR = 0xAAAA;
	IWDG_ReloadCounter();
	
	//使能看门
	//IWDG->KR = 0xCCCC;
	IWDG_Enable();

}