STM32單片機(jī)的獨(dú)立看門狗和窗口看門狗的特點(diǎn)及用法解析

1.看門狗介紹

看門狗這東西雖然簡單，但我相信絕大多程序員沒有足夠重視它。使用看門狗保證系統(tǒng)正常地運(yùn)行是非常有必要的。我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，代碼以及硬件設(shè)計(jì)缺陷或是外界電磁干擾都有可能使系統(tǒng)死機(jī)，如果不能正常對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)的可靠性將大打折扣?？撮T狗分為軟件看門狗和硬件看門狗兩類，其原理都是使用一個(gè)獨(dú)立定時(shí)器來計(jì)時(shí)，超出時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，主要區(qū)別看是否具有獨(dú)立的硬件結(jié)構(gòu)，如果有，就是硬件看門狗，如果是一個(gè)普通定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的那么就是軟件看門狗。STM32F407片內(nèi)有兩個(gè)看門狗：獨(dú)立看門狗IWDG以及窗口看門狗WWDG，下面來討論各自的特點(diǎn)和用法。

2.IWDG的特點(diǎn)以及使用

IWDG是一個(gè)獨(dú)立看門狗，具有獨(dú)立于系統(tǒng)的時(shí)鐘，與片外看門狗更為相似，使用片內(nèi)獨(dú)立的阻容時(shí)鐘發(fā)生電路計(jì)時(shí)，記錄時(shí)間為=（時(shí)鐘頻率（40KHz）/ 分頻數(shù)）*IWDG_SetReload（t），t《0xFFF.也就是說記錄的最大設(shè)定的復(fù)位時(shí)間為 （1/40K）*256*0xFFF = 26.2 S。由于IWDG使用的時(shí)鐘本身不準(zhǔn)確，會(huì)因?yàn)槠飘a(chǎn)生一定變化，喂狗時(shí)應(yīng)該給出一定的裕量。另外，這個(gè)時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘并無關(guān)聯(lián)，所有也不能與系統(tǒng)進(jìn)行同步產(chǎn)生中斷，一旦定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，系統(tǒng)來不及存儲(chǔ)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)重啟，可以在要求不高的場合使用。

3.WWDG的特點(diǎn)以及使用

WWDG具有一個(gè)獨(dú)立的7位定時(shí)器，使用系統(tǒng)時(shí)鐘，可以產(chǎn)生系統(tǒng)中斷。其定時(shí)最時(shí)間為（1/PCLK1）* 4096） * 分頻系數(shù)（最大為8）*（0x7F – 0x3F）= 58ms.其復(fù)位的條件是：

（1）當(dāng)計(jì)數(shù)器的數(shù)值從0x40減到0x3F

（2）當(dāng)刷新看門狗時(shí)計(jì)數(shù)器的數(shù)值大于窗口上限值時(shí)

滿足任何一條都可以產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。通常情況下設(shè)置窗口上限值為0x7F，下限值默認(rèn)為0x40，計(jì)數(shù)器向下數(shù)到0x40就會(huì)產(chǎn)生中斷，下個(gè)910us后變?yōu)?x3F就會(huì)復(fù)位系統(tǒng)。

仔細(xì)想想可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)問題。

第一、我們可以發(fā)現(xiàn)即使設(shè)定了最大值，WWDG最大計(jì)時(shí)僅僅有58ms，我們?cè)诒容^大的程序中也沒必要運(yùn)行一小段就添加一個(gè)喂狗程序，想使其定時(shí)5S或10S的時(shí)間再復(fù)位系統(tǒng)應(yīng)該怎樣處理呢？

通過實(shí)驗(yàn)我找到一種方法，就是在中斷函數(shù)中再做一個(gè)額外計(jì)數(shù)器，如果計(jì)數(shù)器沒有達(dá)到設(shè)定值，就重新加載喂狗定時(shí)器初值，同時(shí)使設(shè)定值加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值時(shí)，就不加載喂狗定時(shí)器初值，這時(shí)看門狗定時(shí)器就會(huì)從從0x40減到0x3F產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。使用這個(gè)方法可以將定時(shí)時(shí)間拓展到 58ms*額外計(jì)數(shù)器設(shè)定值，定個(gè)幾十秒都不是問題。

第二，當(dāng)額外計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值時(shí)，此時(shí)說明程序沒有及時(shí)復(fù)位這個(gè)額外計(jì)數(shù)器，軟件或硬件發(fā)生了錯(cuò)誤，將時(shí)系統(tǒng)復(fù)位，我們需要存儲(chǔ)一些運(yùn)行過程中的變量，僅僅有不到1ms的時(shí)間（從0x40減到0x3F最長大概為910us）怎么夠用呢？

這樣就先寫Wwdg_Feed（0x7F）重新加定時(shí)器初值，再對(duì)我們的存儲(chǔ)函數(shù)進(jìn)行改造，多添加一些Wwdg_Feed（0x7F）函數(shù)，使其不至于再減到0x40，存儲(chǔ)工作都做好之后，不再喂狗，那么再次發(fā)生中斷后不再喂狗就會(huì)復(fù)位系統(tǒng)了。

第三，如果發(fā)生復(fù)位，如何區(qū)分是上電復(fù)位還是看門狗復(fù)位呢？

在初始化WWDG時(shí)候，有一個(gè)RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_WWDGRST）可以用于判斷是否發(fā)生看門狗復(fù)位，如果是重新上電引起的復(fù)位這個(gè)值當(dāng)然是系統(tǒng)默認(rèn)值，如果是看門狗復(fù)位的話這個(gè)值就會(huì)發(fā)生變化，這樣就可以針對(duì)這兩種不同狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)恢復(fù)。