STM32的IWDG(独立看门狗)详细用法

2019-11-11来源: eefocus关键字:STM32  IWDG  独立看门狗

章参考资料:《STM32F4XX 中文参考手册》IWDG 章节。


1、IWDG简介:


  STM32 有两个看门狗,一个是独立看门狗另外一个是窗口看门狗,独立看门狗号称宠物狗,窗口看门狗号称警犬,本章我们主要分析独立看门狗的功能框图和它的应用。独立看门狗用通俗一点的话来解释就是一个 12 位的递减计数器,当计数器的值从某个值一直减到 0 的时候,系统就会产生一个复位信号,即 IWDG_RESET。如果在计数没减到 0 之前,刷新了计数器的值的话,那么就不会产生复位信号,这个动作就是我们经常说的喂狗。看门狗功能由 VDD 电压域供电,在停止模式和待机模式下仍能工作。  


2 、IWDG功能框图剖析

①独立看门狗时钟  


  独立看门狗的时钟由独立的 RC振荡器 LSI提供,即使主时钟发生故障它仍然有效,非常独立。LSI的频率一般在 30~60KHZ之间,根据温度和工作场合会有一定的漂移,我们一般取 40KHZ,所以独立看门狗的定时时间并一定非常精确,只适用于对时间精度要求比较低的场合。


②计数器时钟  


  递减计数器的时钟由 LSI经过一个 8位的预分频器得到,我们可以操作预分频器寄存器 IWDG_PR 来设置分频因子,分频因子可以是:[4,8,16,32,64,128,256,256],计数器时钟CK_CNT= 40/ 4*2^PRV,一个计数器时钟计数器就减一。


③计数器


  独立看门狗的计数器是一个 12 位的递减计数器,最大值为 0XFFF,当计数器减到 0时,会产生一个复位信号:IWDG_RESET,让程序重新启动运行,如果在计数器减到 0 之前刷新了计数器的值的话,就不会产生复位信号,重新刷新计数器值的这个动作我们俗称喂狗。


④重装载寄存器


  重装载寄存器是一个 12 位的寄存器,里面装着要刷新到计数器的值,这个值的大小决定着独立看门狗的溢出时间。超时时间 Tout = (4*2^prv) / 40 * rlv (s) ,prv是预分频器寄存器的值,rlv是重装载寄存器的值。

⑤键值寄存器


  键值寄存器 IWDG_KR 可以说是独立看门狗的一个控制寄存器,主要有三种控制方式,往这个寄存器写入下面三个不同的值有不同的效果。

通过写往键寄存器写 0XCCC 来启动看门狗是属于软件启动的方式,一旦独立看门狗启动,它就关不掉,只有复位才能关掉。


⑥状态寄存器


  状态寄存器 SR只有位 0:PVU和位 1:RVU有效,这两位只能由硬件操作,软件操作不了。RVU:看门狗计数器重装载值更新,硬件置 1 表示重装载值的更新正在进行中,更新完毕之后由硬件清 0。PVU: 看门狗预分频值更新,硬件置’1’指示预分频值的更新正在进行中,当更新完成后,由硬件清 0。所以只有当 RVU/PVU等于 0 的时候才可以更新重装载寄存器/预分频寄存器。


3、 怎么用 IWDG


  独立看门狗一般用来检测和解决由程序引起的故障,比如一个程序正常运行的时间是50ms,在运行完这个段程序之后紧接着进行喂狗,我们设置独立看门狗的定时溢出时间为60ms,比我们需要监控的程序 50ms 多一点,如果超过 60ms 还没有喂狗,那就说明我们监控的程序出故障了,跑飞了,那么就会产生系统复位,让程序重新运行。

4 、IWDG超时实验


硬件设计:



1-IWDG,属于内部资源,无需外部硬件

2-KEY 一个

3-LED 两个,用开发板自带的RGB灯即可


实验设计


配置IWDG的超时时间为1S,如果在1S之内没有及时喂狗的话,产生系统复位,并用LED灯的状态变化来指示。


编程要点


1-如何配置IWDG的超时时间?

2-如果编写喂狗函数?

3-在main函数里面的什么地方喂狗比较合适?


 配置IWDG的超时时间。



/*

 * 设置 IWDG 的超时时间

 * Tout = prv/40 * rlv (s)

 *      prv可以是[4,8,16,32,64,128,256]

 * prv:预分频器值,取值如下:

 *     @arg IWDG_Prescaler_4: IWDG prescaler set to 4

 *     @arg IWDG_Prescaler_8: IWDG prescaler set to 8

 *     @arg IWDG_Prescaler_16: IWDG prescaler set to 16

 *     @arg IWDG_Prescaler_32: IWDG prescaler set to 32

 *     @arg IWDG_Prescaler_64: IWDG prescaler set to 64

 *     @arg IWDG_Prescaler_128: IWDG prescaler set to 128

 *     @arg IWDG_Prescaler_256: IWDG prescaler set to 256

 *

 *        独立看门狗使用LSI作为时钟。

 *        LSI 的频率一般在 30~60KHZ 之间,根据温度和工作场合会有一定的漂移,我

 *        们一般取 40KHZ,所以独立看门狗的定时时间并一定非常精确,只适用于对时间精度

 *        要求比较低的场合。

 *

 * rlv:重装载寄存器的值,取值范围为:0-0XFFF

 * 函数调用举例:

 * IWDG_Config(IWDG_Prescaler_64 ,625);  // IWDG 1s 超时溢出 

 *                        (64/40)*625 = 1s

 */


void IWDG_Config(uint8_t prv ,uint16_t rlv)

{    

    // 使能 预分频寄存器PR和重装载寄存器RLR可写

    IWDG_WriteAccessCmd( IWDG_WriteAccess_Enable );

    

    // 设置预分频器值

    IWDG_SetPrescaler( prv );

    

    // 设置重装载寄存器值

    IWDG_SetReload( rlv );

    

    // 把重装载寄存器的值放到计数器中

    IWDG_ReloadCounter();

    

    // 使能 IWDG

    IWDG_Enable();    

}


喂狗函数:


// 喂狗

void IWDG_Feed(void)

{

    // 把重装载寄存器的值放到计数器中,喂狗,防止IWDG复位

    // 当计数器的值减到0的时候会产生系统复位

    IWDG_ReloadCounter();

}


#include "stm32f4xx.h"

#include "./led/bsp_led.h"

#include "./key/bsp_key.h" 

#include "./iwdg/bsp_iwdg.h"



static void Delay(__IO u32 nCount); 



int main(void)

{

    /* LED 端口初始化 */

    LED_GPIO_Config();     

    

    Delay(0X8FFFFF);    


    /* 检查是否为独立看门狗复位 */

  if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET)

  {

    /* 独立看门狗复位 */

    /*  亮红灯 */

    LED_RED;


    /* 清除标志 */

    RCC_ClearFlag();

        

        /*如果一直不喂狗,会一直复位,加上前面的延时,会看到红灯闪烁

        在1s 时间内喂狗的话,则会持续亮绿灯*/

  }

  else

  {

    /*不是独立看门狗复位(可能为上电复位或者手动按键复位之类的) */

    /* 亮蓝灯 */

    LED_BLUE;

  }        

  

  /*初始化按键*/

  Key_GPIO_Config();    

    

    // IWDG 1s 超时溢出

    IWDG_Config(IWDG_Prescaler_64 ,625); 

 

    //while部分是我们在项目中具体需要写的代码,这部分的程序可以用独立看门狗来监控

  //如果我们知道这部分代码的执行时间,比如是500ms,那么我们可以设置独立看门狗的

    //溢出时间是600ms,比500ms多一点,如果要被监控的程序没有跑飞正常执行的话,那么

    //执行完毕之后就会执行喂狗的程序,如果程序跑飞了那程序就会超时,到达不了喂狗的

    //程序,此时就会产生系统复位。但是也不排除程序跑飞了又跑回来了,刚好喂狗了,

    //歪打正着。所以要想更精确的监控程序,可以使用窗口看门狗,窗口看门狗规定必须

    //在规定的窗口时间内喂狗。

    while(1)                            

    {       

        if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_PIN) == KEY_ON  )

        {

            // 喂狗,如果不喂狗,系统则会复位,复位后亮红灯,如果在1s

            // 时间内准时喂狗的话,则会亮绿灯

            IWDG_Feed();        

            //喂狗后亮绿灯

            LED_GREEN;

        }

    }

}


static void Delay(__IO uint32_t nCount)     //简单的延时函数

{

    for(; nCount != 0; nCount--);

}


/*********************************************END OF FILE**********************/


程序先检查是否为独立看门狗复位,如果是独立看门狗复位亮红灯。如果一直不喂狗,会一直复位,加上前面的延时,会看到红灯闪烁,在1S时间内喂狗的话,则会持续亮绿灯。 


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