STM32單片機(jī)兩種看門狗的區(qū)別和配置方法

STM32單片機(jī)的看門狗有獨(dú)立看門狗和窗口看門狗之分，這兩者的工作原理卻完全不同，今天來看一下他們的具體區(qū)別和配置方法。

STM32獨(dú)立看門狗 由專門的低速時(shí)鐘(LSI)驅(qū)動(dòng)，即便是主時(shí)鐘發(fā)生故障它仍能夠有效，所以此狗狗可以工作在與主時(shí)鐘無關(guān)的要求下，或者待機(jī)模塊下等，所以它叫獨(dú)立看門狗，注意一旦開啟此看門狗則只能由MCU復(fù)位后才清除，讓它不再工作。 它的時(shí)鐘是一個(gè)內(nèi)部RC時(shí)鐘，它會(huì)在30KHZ到60KHZ之間變化，并非是精確的40KHZ，而只是一般計(jì)算時(shí)取40KHZ。 獨(dú)立看門狗需設(shè)置四個(gè)寄存器如下：

其中，預(yù)分頻寄存器(IWDG_PR)，最低三位PR[2:0](Prescaler divider)有效，可設(shè)置有8種不同的計(jì)數(shù)器時(shí)鐘預(yù)分頻因子。 重裝載寄存器(IWDG_RLR)低12位RL[11:0]: 看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值 (Watchdog counter reload value) 有效，用來設(shè)置計(jì)數(shù)器的重裝載值。 注意要設(shè)置以上兩個(gè)寄存器的值需滿足兩個(gè)條件，詳見如下： 鍵寄存器(IWDG_KR)，用來控制去除IWDG_PR和IWDG_RLR寫保護(hù)功能以便正常寫值，向此寄存器寫入0x5555則暫時(shí)去除IWDG_PR和IWDG_RLR的寫保護(hù)功能才可向兩個(gè)寄存器中寫值。 當(dāng)向此寄存器寫入0xAAAA則IWDG_RLR的值會(huì)重裝載，防止MCU復(fù)位，向入0xCCCC是開啟狗立看門狗動(dòng)作。 狀態(tài)寄存器(IWDG_SR)最低兩位有效RVU: 看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值更新 (Watchdog counter reload value update) 標(biāo)識(shí)位和PVU: 看門狗預(yù)分頻值更新(Watchdog prescaler value update) 標(biāo)識(shí)位，分別用來指示此時(shí)是否可向IWDG_RLR 和 IWDG_PR寫值，此寄存器由硬件置1與清0，只有當(dāng)為0時(shí)才可向上面兩個(gè)寄存器寫值。 它的初始化過程大致如下 ：

//時(shí)間計(jì)算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40(ms) voidIWDG_Init(u8prer,u16rlr) { IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); IWDG_SetPrescaler(prer); IWDG_SetReload(rlr); IWDG_ReloadCounter(); IWDG_Enable(); }

喂狗可通過調(diào)用如下函數(shù)進(jìn)行：

IWDG_ReloadCounter();//reload另外要注意不要使用硬件時(shí)鐘中斷喂狗，因?yàn)橛布r(shí)鐘中斷一般都有較高優(yōu)先級(jí)且獨(dú)立于主控程序，這樣有時(shí)會(huì)出現(xiàn)主控程序雖然跑飛了，但仍能夠正常喂狗的現(xiàn)象。 獨(dú)立看門狗能夠在一定程度上監(jiān)控著程序正常運(yùn)行，然而我認(rèn)為更加強(qiáng)大，應(yīng)用更靈活及更能保證程序穩(wěn)定運(yùn)行的還屬窗口看門狗，雖然它開始時(shí)不太好理解。 ▍STM32窗口看門狗 共三個(gè)寄存器，如下圖：

看似簡(jiǎn)單，但設(shè)置及應(yīng)用起來有不少玄機(jī)。 控制寄存器(WWDG_CR)中的值必須在0xFF與0xC0之間， 因?yàn)樗牡?至第6位為遞減計(jì)數(shù)器CNT，在它的第6位變?yōu)?時(shí)將產(chǎn)生復(fù)位，所以在初始化時(shí)需要為1，第7位WDGA是用來設(shè)置啟動(dòng)或禁止窗口看門狗的，當(dāng)為1進(jìn)才會(huì)啟動(dòng)窗口看門狗，所以第6和第7位都需為1，即WWDG_CR 的值需要大于等于0xC0 。 配置寄存器(WWDG_CFR) 第0至第6位 是設(shè)置窗口邊界值用的，只有當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器CNT的值小于邊界值時(shí)才可以喂狗，過早不行，狗還不餓，撐死了。 并且7位遞減計(jì)數(shù)器CNT減少到0x3F時(shí)即T6位變?yōu)?，此時(shí)MCU也會(huì)復(fù)位，過晚了，狗餓死了。 所以必須在指定的時(shí)間范圍喂狗，過早或過晚都將產(chǎn)生復(fù)位，而這樣設(shè)計(jì)可以減少軟件跑飛了卻仍能夠歪打正著地喂狗的發(fā)生概率。 狀態(tài)寄存器(WWDG_CFR) 只用到了第0位，EWIF(Early wakeup interrupt flag )是提前喚醒中斷標(biāo)識(shí)，當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器CNT的值到達(dá)0X40(若再減少一次則T6位變?yōu)?，產(chǎn)生復(fù)位)時(shí)此位由硬件置1，且需用軟件清0，注意無論中斷是否使能此位都會(huì)被硬件置1。 而提前喚醒中斷使能設(shè)置是在配置寄存器(WWDG_CFR)第9位EWI(Early wakeup interrupt)，此位需由軟件置1，則會(huì)在當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器CNT的值到達(dá)0X40時(shí)產(chǎn)生中斷，并且與EWIF不同，此位是由硬件清0。 另外控制寄存器(WWDG_CR)中第7位WDGA(Activation bit)激活位，需用軟件來置1，以啟動(dòng)窗口看門狗，并且一旦啟動(dòng)后，只能在復(fù)位或重啟后由硬件來清0。 配置寄存器(WWDG_CFR)的第8位和第7位WDGTB[1:0]用來設(shè)置時(shí)基(Timer base)預(yù)分頻數(shù)。 以上描述可參考下圖以更清晰的理解：

窗口看門狗應(yīng)用時(shí)還要注意算準(zhǔn)最小與最大喂狗時(shí)間，以便正確地喂狗，如下：

在PCLK1頻率為36MHz 時(shí)，則 上窗口時(shí)間：T_min = 4096 * (2^WDGTB)*(WWDG_CR[6:0] - WWDG_CFR[6:0])/36 (us) 下窗口時(shí)間：T_max = 4096 * (2^WDGTB)*(WWDG_CR[6:0] - 0x40)/36 (us) 。 喂狗動(dòng)作需在這段時(shí)間之間進(jìn)行，而喂狗動(dòng)作為向控制寄存器(WWDG_CR)中寫值。 窗口看門狗中斷函數(shù)void WWDG_IRQHandler(void)；是用來做什么的呢。 窗口看門狗中斷函數(shù)是在遞減計(jì)數(shù)器減少到0x40是被調(diào)用，因?yàn)樗旧碛?jì)數(shù)就比較慢，所以離數(shù)到0x3F復(fù)位還有一段時(shí)間，我認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)是為MCU復(fù)位之前留下一點(diǎn)時(shí)間，能夠使工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要在中斷函數(shù)保存一些重要的數(shù)據(jù)，這樣在復(fù)位后MCU可知道系統(tǒng)因異常復(fù)位的某此狀態(tài)，以使系統(tǒng)有更高穩(wěn)定性。 并且我覺得在窗口看門狗中斷函數(shù)中喂狗沒有什么意義，程序本來已經(jīng)不按正常運(yùn)行了，還在中斷函數(shù)中喂狗防止復(fù)位只會(huì)錯(cuò)上加錯(cuò)，不好好利用它干點(diǎn)正事， 更是浪費(fèi)資源。 這點(diǎn)上我個(gè)人認(rèn)為不要被點(diǎn)原子示例代碼誤導(dǎo)哦，但其還是有部分借鑒意義的，以下為初始化相關(guān)代碼：

//窗口看門狗中斷服務(wù)設(shè)置程序 voidWWDG_NVIC_Init() { NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=WWDG_IRQn;//WWDG中斷 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占2子優(yōu)先級(jí)3組2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//搶占2,子優(yōu)先級(jí)3,組2 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//NVIC初始化 }//保存WWDG計(jì)數(shù)器的設(shè)置值,默認(rèn)為最大. u8WWDG_CNT=0x7f;//初始化窗口看門狗 //tr:T[6:0],計(jì)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(shí)鐘使能 WWDG_CNT=tr&WWDG_CNT;//初始化WWDG_CNT. WWDG_SetPrescaler(fprer);//設(shè)置IWDG預(yù)分頻值 WWDG_SetWindowValue(wr);//設(shè)置窗口值 WWDG_Enable(WWDG_CNT);//使能看門狗,設(shè)置counter WWDG_ClearFlag();//清除提前喚醒中斷標(biāo)志位（注：若沒有此句則會(huì)在初始化后先進(jìn)入中斷一次） WWDG_NVIC_Init();//初始化窗口看門狗NVIC WWDG_EnableIT();//開啟窗口看門狗中斷 }

以上代碼朋友們也可以跳到庫(kù)函數(shù)代碼中自己研究下，另外要說明下的是WWDG_EnableIT(); 函數(shù)相關(guān)代碼

#defineCFR_EWI_BB(PERIPH_BB_BASE+(CFR_OFFSET*32)+(EWI_BitNumber*4))

用到位帶操作，具體理解可參照《Cortex-M3權(quán)威指南》第五章的位帶操作相關(guān)介紹(具體89頁)。

責(zé)任編輯：YYX