基于RT-Thread對N32L40XCL的看門狗定時器進行測試

模塊介紹

N32L40XCL 內(nèi)置獨立看門狗（IWDG）和窗口看門狗（WWDG）定時器，解決軟件錯誤導(dǎo)致的問題?？撮T狗定時器使用非常靈活，提高了系統(tǒng)的安全性和定時控制的準(zhǔn)確性。

獨立看門狗（IWDG）由運行在 40KHz 的低速內(nèi)部時鐘（LSI 時鐘）驅(qū)動，在死循環(huán)事件或 MCU 卡死發(fā)生時，它仍然可以運行。這可以提供更高的安全級別、定時精度和看門狗的靈活性。它可以通過重置來解決由于軟件故障引起的系統(tǒng)故障。IWDG 最適合需要看門狗在主應(yīng)用程序之外作為完全獨立進程運行但時序精度限制較低的應(yīng)用程序。

窗口看門狗（WWDG）的時鐘是由 APB1 時鐘頻率除以 4096 得到的，通過時間窗口的配置來檢測程序運行是否異常。因此，WWDG 適用于精確定時，常用于監(jiān)控因外部干擾或無法預(yù)見的邏輯條件導(dǎo)致應(yīng)用程序偏離其正常操作順序的軟件故障。當(dāng) WWDG 遞減計數(shù)器在達到窗口寄存器值之前或 WWDG_CTRL.T6 位變?yōu)?0 之后刷新時，系統(tǒng)復(fù)位發(fā)生。

官方WDT驅(qū)動實現(xiàn)的是獨立看門狗（IWDG）。

開發(fā)軟件
開發(fā)環(huán)境：
RT-Thread Studio 2.2.6
RT-Thread版本：4.0.2
下載工具：pyocd

步驟說明

新建工程

打開RT-Thread settings，使能Watchdog Timer，如下圖所示。

添加保存后，進行編譯，若無問題，則進行下一步。

編寫測試程序

編寫測試程序如下：

#include
#include
#include
/* defined the LED3 pin: PB5 /
#define LED3_PIN GET_PIN(B, 5)
#define WDT_DEVICE_NAME "wdt" / 看門狗設(shè)備名稱 /
static rt_device_t wdg_dev; / 看門狗設(shè)備句柄 /
static void idle_hook(void)
{
/ 在空閑線程的回調(diào)函數(shù)里喂狗 /
rt_device_control(wdg_dev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_KEEPALIVE, NULL);
//rt_kprintf("feed the dog!n ");
}
int main(void)
{
/ set LED3 pin mode to output /
rt_pin_mode(LED3_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_err_t ret = RT_EOK;
rt_uint32_t timeout = 3000; / 溢出時間，單位：毫秒 /
char device_name[RT_NAME_MAX];
rt_strncpy(device_name, WDT_DEVICE_NAME, RT_NAME_MAX);
/ 根據(jù)設(shè)備名稱查找看門狗設(shè)備，獲取設(shè)備句柄 /
wdg_dev = rt_device_find(device_name);
if (!wdg_dev)
{
rt_kprintf("find %s failed!n", device_name);
return RT_ERROR;
}
/ 設(shè)置看門狗溢出時間 /
ret = rt_device_control(wdg_dev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_SET_TIMEOUT, &timeout);
if (ret != RT_EOK)
{
rt_kprintf("set %s timeout failed!n", device_name);
return RT_ERROR;
}
/ 啟動看門狗 /
ret = rt_device_control(wdg_dev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_START, RT_NULL);
if (ret != RT_EOK)
{
rt_kprintf("start %s failed!n", device_name);
return -RT_ERROR;
}
/ 根據(jù)設(shè)備名稱查找看門狗設(shè)備，獲取設(shè)備句柄 /
wdg_dev = rt_device_find(device_name);
if (!wdg_dev)
{
rt_kprintf("find %s failed!n", device_name);
return RT_ERROR;
}
/ 設(shè)置空閑線程回調(diào)函數(shù) */
rt_thread_idle_sethook(idle_hook);
while (1)
{
rt_pin_write(LED3_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(500);
rt_pin_write(LED3_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(500);
}
}

代碼驗證

程序很簡單，初始化看門狗后，在空閑線程回調(diào)函數(shù)中不斷喂狗即可。在正式使用看門狗時，取消回調(diào)函數(shù)中的打印。

下載程序后運行。

如果終端打印提示“warning: tidle0 stack is close to end of stack address.”，請在rtconfig.h文件中搜索IDLE_THREAD_STACK_SIZE，并擴大該?？臻g。默認值是256，可以擴大到512。

程序中使用RT_DEVICE_CTRL_WDT_SET_TIM命令設(shè)置超時時間，需要注意對于N32L40XCL開發(fā)板的驅(qū)動程序而言，這個超時時間的單位是毫秒，而有些RT-Thread的驅(qū)動程序這個超時時間的單位是秒。

此外，這個超時時間不能設(shè)置過長，因為過長會超過N32L40XCL寄存器的范圍。對于默認配置，這個超時時間不能超過376ms。否則程序會打印如下錯誤信息：

[W/DBG] wdg set timeout parameter too large, please less than 3276 ms

set wdt timeout failed!

具體的工作原理可以參考下面這段drv_wdt.c的代碼：

case RT_DEVICE_CTRL_WDT_SET_TIMEOUT:
    {
        RT_ASSERT(*(uint16_t *)args != 0);
        reload_value = *(uint16_t *)args;
        if(reload_value >  0xFFF * 32 *1000 / LsiFreq)
        {
            LOG_W("wdg set timeout parameter too large, please less than %d msn", 0xFFF * 32 *1000 / LsiFreq);
            return -RT_EINVAL;
        }
        /* Enable write access to IWDG_PR and IWDG_RLR registers */
        IWDG_WriteConfig(IWDG_WRITE_ENABLE);
        /* IWDG counter clock: LSI/32 */
        IWDG_SetPrescalerDiv(IWDG_PRESCALER_DIV32);
        reload_value = ((uint32_t)reload_value * LsiFreq / 1000) / 32;
        IWDG_CntReload(reload_value);
        IWDG_WriteConfig(IWDG_WRITE_DISABLE);
    }

如果注釋掉上面idle_hook中的喂狗語句，則可以看到程序每3秒重啟一次。

章節(jié)總結(jié)

通過測試，可以驗證N32L40XCL芯片的WDT驅(qū)動程序可以正常運行。