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STM32串口看門狗和獨(dú)立看門狗學(xué)習(xí)

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樓主
ID:329490 發(fā)表于 2018-5-14 12:14 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
一、獨(dú)立看門狗
STM32 的獨(dú)立看門狗由內(nèi)部專門的 40Khz 低速時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障，它也仍然有效。
看門狗的原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)在外界的干擾下會(huì)出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象導(dǎo)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(shí)間內(nèi)（通過(guò)定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)）沒(méi)有接收喂狗信號(hào)（表示 MCU 已經(jīng)掛了），便實(shí)現(xiàn)處理器的自動(dòng)復(fù)位重啟（發(fā)送復(fù)位信號(hào)） 。
在鍵值寄存器(IWDG_KR)中寫入 0xCCCC，開始啟用獨(dú)立看門狗；此時(shí)計(jì)數(shù)器開始從其復(fù)位值 0xFFF 遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到末尾 0x000 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)(IWDG_RESET)。無(wú)論何時(shí)，只要鍵寄存器 IWDG_KR 中被寫入 0xAAAA，  IWDG_RLR 中的值就會(huì)被重新加載到計(jì)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(hù)功能。要修改這兩個(gè)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(gè)寄存器將會(huì)打亂操作順序，寄存器將重新被保護(hù)。重裝載操作(即寫入 0xAAAA)也會(huì)啟動(dòng)寫保護(hù)功能。
只要對(duì)以上三個(gè)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，我們就可以啟動(dòng) STM32 的獨(dú)立看門狗，啟動(dòng)過(guò)程可以按如下步驟實(shí)現(xiàn)（獨(dú)立看門狗相關(guān)的庫(kù)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(hù)（向 IWDG_KR 寫入 0X5555）
通過(guò)這步，我們?nèi)∠?/font> IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的寫保護(hù)，使后面可以操作這兩個(gè)寄存器,設(shè)置 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的值。這在庫(kù)函數(shù)中的實(shí)現(xiàn)函數(shù)是：
IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
2）設(shè)置獨(dú)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(shí)間 （也就是看門狗溢出時(shí)間） ，該時(shí)間的計(jì)算方式為：
Tout=((4×2^prer)  ×rlr) /40
其中 Tout 為看門狗溢出時(shí)間（單位為 ms） ；prer 為看門狗時(shí)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?cè)O(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(shí)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(huì)導(dǎo)致看門狗復(fù)位（當(dāng)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(shí)鐘不是準(zhǔn)確的 40Khz，所以在喂狗的時(shí)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(jì)數(shù)值喂狗（向 IWDG_KR 寫入 0XAAAA）
庫(kù)函數(shù)里面重載計(jì)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(jì)數(shù)器
通過(guò)這句，將使 STM32 重新加載 IWDG_RLR 的值到看門狗計(jì)數(shù)器里面。 即實(shí)現(xiàn)獨(dú)立看門狗的喂狗操作。
4)  啟動(dòng)看門狗(向 IWDG_KR 寫入 0XCCCC)
庫(kù)函數(shù)里面啟動(dòng)獨(dú)立看門狗的函數(shù)是：
IWDG_Enable();   //使能 IWDG
通過(guò)這句，來(lái)啟動(dòng) 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(wèn)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。
/**
* 初始化獨(dú)立看門狗
* prer:分頻數(shù):0~7(只有低 3 位有效!)
* 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(shí)間計(jì)算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40 (ms).
*/
  1. void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)
  2. {
  3.     IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); /* 使能對(duì)寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的寫操作*/
  4.     IWDG_SetPrescaler(prer);    /*設(shè)置IWDG預(yù)分頻值:設(shè)置IWDG預(yù)分頻值*/
  5.     IWDG_SetReload(rlr);     /*設(shè)置IWDG重裝載值*/
  6.     IWDG_ReloadCounter();    /*按照IWDG重裝載寄存器的值重裝載IWDG計(jì)數(shù)器*/
  7.     IWDG_Enable();        /*使能IWDG*/
  8. }

  10. /**
  11. * 喂獨(dú)立看門狗
  12. */
  13. void IWDG_Feed(void)
  14. {
  15.     IWDG_ReloadCounter();    /*reload*/
  16. }

  18. /**
  19. *main函數(shù)
  20. */
  21. void main(void)
  22. {
  23.   NVIC_Configuration();//優(yōu)先級(jí)配置
  24.   IWDG_Init(4,625);//初始化獨(dú)立看門狗，分頻數(shù)為64，重裝載值為625，溢出時(shí)間計(jì)算為：64*625/40=1000ms=1s
  25. 　while(1)
  26. 　　{
  27. 　　　　delay_ms(500);//0.5秒喂一次狗
  28.     　　IWDG_Feed();//喂狗
  29. 　　}        
  30. }
復(fù)制代碼



二、窗口看門狗
窗口看門狗（WWDG）通常被用來(lái)監(jiān)測(cè)由外部干擾或不可預(yù)見(jiàn)的邏輯條件造成的應(yīng)用程序背離正常的運(yùn)行序列而產(chǎn)生的軟件故障。除非遞減計(jì)數(shù)器的值在 T6 位 （WWDG->CR 的第六位）變成 0 前被刷新，看門狗電路在達(dá)到預(yù)置的時(shí)間周期時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè) MCU 復(fù)位。在遞減計(jì)數(shù)器達(dá)到窗口配置寄存器(WWDG->CFR)數(shù)值之前，如果 7 位的遞減計(jì)數(shù)器數(shù)值(在控制寄存器中)被刷新，   那么也將產(chǎn)生一個(gè) MCU 復(fù)位。這表明遞減計(jì)數(shù)器需要在一個(gè)有限的時(shí)間窗口中被刷新。
小總結(jié)：
1、有個(gè)7位遞減計(jì)數(shù)器(WWDG->CR)，就這個(gè)計(jì)數(shù)器和窗口計(jì)數(shù)器(WWDG->CFR)決定什么時(shí)候喂狗。狗喂早了，復(fù)位——“早”體現(xiàn)在 計(jì)數(shù)器值(tr)>窗口值(wr),也就是計(jì)數(shù)器值還沒(méi)有減到窗口值以下；
2、當(dāng) 0x40 < 計(jì)數(shù)器值(tr) < 窗口值(wr) 時(shí)，這時(shí)候最適合喂狗了，也只有在這時(shí)候喂狗才合適；
3、當(dāng) 計(jì)數(shù)器的值 從0x40變到0x3F的時(shí)候，將產(chǎn)生看門狗復(fù)位；當(dāng)然在要產(chǎn)生復(fù)位的前一段時(shí)間，如果開啟了提前喚醒中斷，那么就會(huì)進(jìn)入中斷，在中斷函數(shù)里，我們需要及時(shí)喂狗，否則會(huì)產(chǎn)生復(fù)位；
4、據(jù)網(wǎng)上資料介紹，在這個(gè)中斷里面一般不進(jìn)行喂狗，一般是系統(tǒng)去世前的“遺囑”，比如存儲(chǔ)重要的數(shù)據(jù)等。這個(gè)就需要根據(jù)個(gè)人需要設(shè)計(jì)。


庫(kù)函數(shù)中用中斷的方式來(lái)喂狗的方法，窗口看門狗庫(kù)函數(shù)相關(guān)源碼和定義分布在文件stm32f10x_wwdg.c 文件和頭文件 stm32f10x_wwdg.h 中。步驟如下：
1）使能 WWDG 時(shí)鐘
WWDG使用的是 PCLK1 的時(shí)鐘，需要先使能時(shí)鐘。方法是:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);   // WWDG 時(shí)鐘使能
2）設(shè)置窗口值和分頻數(shù)
設(shè)置窗口值的函數(shù)是：
void WWDG_SetWindowValue(uint8_t WindowValue)；
這個(gè)函數(shù)就一個(gè)入口參數(shù)為窗口值，很容易理解。
設(shè)置分頻數(shù)的函數(shù)是：
void WWDG_SetPrescaler(uint32_t WWDG_Prescaler)；
這個(gè)函數(shù)同樣只有一個(gè)入口參數(shù)就是分頻值。
3）開啟 WWDG 中斷并分組
開啟 WWDG 中斷的函數(shù)為：
WWDG_EnableIT(); //開啟窗口看門狗中斷
接下來(lái)是進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)配置，使用 NVIC_Init()函數(shù)即可。
4）設(shè)置計(jì)數(shù)器初始值并使能看門狗
這一步在庫(kù)函數(shù)里面是通過(guò)一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的：
void WWDG_Enable(uint8_t Counter)；
該函數(shù)既設(shè)置了計(jì)數(shù)器初始值，同時(shí)使能了窗口看門狗。
5）編寫中斷服務(wù)函數(shù)
在最后，還是要編寫窗口看門狗的中斷服務(wù)函數(shù)，通過(guò)該函數(shù)來(lái)喂狗，喂狗要快，否則當(dāng)窗口看門狗計(jì)數(shù)器值減到 0X3F 的時(shí)候，就會(huì)引起軟復(fù)位了。在中斷服務(wù)函數(shù)里面也要將狀態(tài)寄存器的 EWIF 位清空。
完成了以上 5 個(gè)步驟之后，我們就可以使用 STM32 的窗口看門狗了。

  1. static u8 WWDG_CNT=0x7f;     /*保存WWDG計(jì)數(shù)器的設(shè)置值,默認(rèn)為最大. */

  3. /**
  4. * 初始化窗口看門狗
  5. * tr :T[6:0],計(jì)數(shù)器值
  6. * wr :W[6:0],窗口值
  7. * fprer:分頻系數(shù)（WDGTB）,僅最低2位有效
  8. * Fwwdg=PCLK1/(4096*2^fprer).
  9. */
  10. void WWDG_Init(u8 tr,u8 wr,u32 fprer)
  11. {
  12.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);    /*WWDG時(shí)鐘使能*/
  13.     WWDG_SetPrescaler(fprer); /*設(shè)置IWDG預(yù)分頻值*/
  14.     WWDG_SetWindowValue(wr);    /*設(shè)置窗口值*/
  15.     WWDG_CNT=tr&WWDG_CNT; /* 初始化WWDG_CNT. */
  16.     WWDG_Enable(WWDG_CNT);    /*使能看門狗 ,    設(shè)置 counter . */
  17.     WWDG_ClearFlag();    /*清除提前喚醒中斷標(biāo)志位*/
  18.     WWDG_NVIC_Init();/* 初始化窗口看門狗 NVIC */
  19.     WWDG_EnableIT(); /* 開啟窗口看門狗中斷 */
  20. }

  22. /**
  23. * 窗口看門狗中斷服務(wù)程序
  24. */
  25. void WWDG_NVIC_Init(void)
  26. {
  27.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  28.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQn;    /*WWDG中斷*/
  29.     /* 搶占2，子優(yōu)先級(jí)3 */
  30.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
  31.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
  32.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*    NVIC初始化*/
  33. }

  35. /**
  36. * 重設(shè)置WWDG計(jì)數(shù)器的值
  37. */
  38. void WWDG_Set_Counter(u8 cnt)
  39. {
  40.     WWDG_Enable(cnt); /*使能看門狗 ,    設(shè)置 counter .    */
  41. }

  43. /**
  44. * 看門狗中斷服務(wù)程序
  45. */
  46. void WWDG_IRQHandler(void)
  47. {
  48.     WWDG_Set_Counter(WWDG_CNT);
  49.     WWDG_ClearFlag();    /*清除提前喚醒中斷標(biāo)志位*/
  50.     LED1 = ~LED1;         /*LED狀態(tài)翻轉(zhuǎn) */
  51. }
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