stm32f103 獨立看門狗 - 全文

STM32的獨立看門狗由內(nèi)部專門的40Khz低速時鐘驅(qū)動，即使主時鐘發(fā)生故障，它也仍然有效。這里需要注意獨立看門狗的時鐘是一個內(nèi)部RC時鐘，所以并不是準確的40Khz，而是在30~60Khz之間的一個可變化的時鐘，只是我們在估算的時候，以40Khz的頻率來計算，看門狗對時間的要求不是很精確，所以，時鐘有些偏差，都是可以接受的。

首先我們得講解一下看門狗的原理。我們總結(jié)一下：

單片機系統(tǒng)在外界的干擾下會出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象導致出現(xiàn)死循環(huán)，看門狗電路就是為了避免這種情況的發(fā)生?？撮T狗的作用就是在一定時間內(nèi)（通過定時計數(shù)器實現(xiàn)）沒有接收喂狗信號（表示MCU已經(jīng)掛了），便實現(xiàn)處理器的自動復(fù)位重啟（發(fā)送復(fù)位信號）。

下面我們在了解幾個與獨立看門狗相關(guān)聯(lián)的寄存器之后講解怎么通過庫函數(shù)來實現(xiàn)配置。

首先是鍵值寄存器IWDG_KR，該寄存器的各位描述如圖所示：

stm32f103 獨立看門狗

在鍵值寄存器（IWDG_KR）中寫入 0xCCCC，開始啟用獨立看門狗；此時計數(shù)器開始從其復(fù)位值 0xFFF 遞減計數(shù)。當計數(shù)器計數(shù)到末尾 0x000 時，會產(chǎn)生一個復(fù)位信號（IWDG_RESET）。無論何時，只要鍵寄存器 IWDG_KR 中被寫入 0xAAAA， IWDG_RLR 中的值就會被重新加載到計數(shù)器中從而避免產(chǎn)生看門狗復(fù)位。IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有寫保護功能。要修改這兩個寄存器的值，必須先向IWDG_KR 寄存器中寫入 0x5555。將其他值寫入這個寄存器將會打亂操作順序，寄存器將重新被保護。重裝載操作（即寫入 0xAAAA）也會啟動寫保護功能。

還有兩個寄存器，一個預(yù)分頻寄存器（IWDG_PR），該寄存器用來設(shè)置看門狗時鐘的分頻系數(shù)。另一個重裝載寄存器。該寄存器用來保存重裝載到計數(shù)器中的值。該寄存器也是一個 32位寄存器，但是只有低 12 位是有效的。

只要對以上三個寄存器進行相應(yīng)的設(shè)置，我們就可以啟動 STM32 的獨立看門狗，啟動過程可以按如下步驟實現(xiàn)（獨立看門狗相關(guān)的庫函數(shù)和定義分布在文件 stm32f10x_iwdg.h 和stm32f10x_iwdg.c 中）：

1）取消寄存器寫保護（向 IWDG_KR 寫入 0X5555）

通過這步，我們?nèi)∠?IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的寫保護，使后面可以操作這兩個寄存器，設(shè)置 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的值。這在庫函數(shù)中的實現(xiàn)函數(shù)是：

IWDG_Write AccessCmd（IWDG_WriteAccess_Enable）;

這個函數(shù)非常簡單，顧名思義就是開啟/取消寫保護，也就是使能/失能寫權(quán)限。

2）設(shè)置獨立看門狗的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值

設(shè)置看門狗的分頻系數(shù)的函數(shù)是：

void IWDG_SetPrescaler（uint8_t IWDG_Prescaler）; //設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值

設(shè)置看門狗的重裝載值的函數(shù)是：

void IWDG_SetReload（uint16_t Reload）; //設(shè)置 IWDG 重裝載值

設(shè)置好看門狗的分頻系數(shù) prer 和重裝載值就可以知道看門狗的喂狗時間（也就是看門狗溢出時間），該時間的計算方式為：

Tout=（（4×2^prer） ×rlr） /40

其中 Tout 為看門狗溢出時間（單位為 ms）；prer 為看門狗時鐘預(yù)分頻值（IWDG_PR 值），范圍為 0~7；rlr 為看門狗的重裝載值（IWDG_RLR 的值）；

比如我們設(shè)定 prer 值為 4， rlr 值為 625，那么就可以得到 Tout=64×625/40=1000ms，這樣，看門狗的溢出時間就是 1s，只要你在一秒鐘之內(nèi)，有一次寫入 0XAAAA 到 IWDG_KR，就不會導致看門狗復(fù)位（當然寫入多次也是可以的）。這里需要提醒大家的是，看門狗的時鐘不是準確的 40Khz，所以在喂狗的時候，最好不要太晚了，否則，有可能發(fā)生看門狗復(fù)位。

3）重載計數(shù)值喂狗（向 IWDG_KR 寫入 0XAAAA）

庫函數(shù)里面重載計數(shù)值的函數(shù)是：

IWDG_ReloadCounter（）; //按照 IWDG 重裝載寄存器的值重裝載 IWDG 計數(shù)器

通過這句，將使 STM32 重新加載 IWDG_RLR 的值到看門狗計數(shù)器里面。即實現(xiàn)獨立看門狗的喂狗操作。

4）啟動看門狗（向 IWDG_KR 寫入 0XCCCC）

庫函數(shù)里面啟動獨立看門狗的函數(shù)是：

IWDG_Enable（）; //使能 IWDG

通過這句，來啟動 STM32 的看門狗。注意 IWDG 在一旦啟用，就不能再被關(guān)閉！想要關(guān)閉，只能重啟，并且重啟之后不能打開 IWDG，否則問題依舊，所以在這里提醒大家，如果不用 IWDG 的話，就不要去打開它，免得麻煩。

通過上面 4 個步驟，我們就可以啟動 STM32 的看門狗了，使能了看門狗，在程序里面就必須間隔一定時間喂狗，否則將導致程序復(fù)位。利用這一點，我們本章將通過一個 LED 燈來指示程序是否重啟，來驗證 STM32 的獨立看門狗。

在配置看門狗后， DS0 將常亮，如果 WK_UP 按鍵按下，就喂狗，只要 WK_UP 不停的按，看門狗就一直不會產(chǎn)生復(fù)位，保持 DS0 的常亮，一旦超過看門狗定溢出時間（Tout）還沒按，那么將會導致程序重啟，這將導致 DS0 熄滅一次。我們要加入固件庫看門狗支持文件 stm32f10x_iwdg.h 和stm32f10x_iwdg.c 文件。

wdg.c 里面的代碼如下：

#include “wdg.h”

//初始化獨立看門狗

//prer：分頻數(shù)：0~7（只有低 3 位有效?。?/p>

//分頻因子=4*2^prer.但最大值只能是 256！

//rlr：重裝載寄存器值：低 11 位有效。

//時間計算（大概）：Tout=（（4*2^prer）*rlr）/40 （ms）。

void IWDG_Init（u8 prer，u16 rlr）

{

IWDG_WriteAccessCmd（IWDG_WriteAccess_Enable）; //①使能對寄存器 I 寫操作

IWDG_SetPrescaler（prer）; //②設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值：設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值

IWDG_SetReload（rlr）; //②設(shè)置 IWDG 重裝載值

IWDG_ReloadCounter（）; //③按照 IWDG 重裝載寄存器的值重裝載 IWDG 計數(shù)器

IWDG_Enable（）; //④使能 IWDG

}

//喂獨立看門狗

void IWDG_Feed（void）

{

IWDG_ReloadCounter（）;//reload

}

該代碼就 2 個函數(shù)，void IWDG_Init（u8 prer，u16 rlr）是獨立看門狗初始化函數(shù)，就是按照上面介紹的步驟 1~4 來初始化獨立看門狗的。該函數(shù)有 2 個參數(shù)，分別用來設(shè)置與預(yù)分頻數(shù)與重裝寄存器的值的。通過這兩個參數(shù)，就可以大概知道看門狗復(fù)位的時間周期為多少了。其計算方式上面有詳細的介紹，這里不再多說了。

void IWDG_Feed（void）函數(shù)，該函數(shù)用來喂狗，因為 STM32 的喂狗只需要向鍵值寄存器寫

入 0XAAAA 即可，也就是調(diào)用 IWDG_ReloadCounter（）函數(shù)，所以，我們這個函數(shù)也是簡單的很。

頭文件 wdg.h 的源碼如下大家可以看下，這里我們就不列出來了。