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【ALIENTEK 战舰STM32开发板例程系列连载+教学】第十一章 独立看门狗（IWDG）实验

2019-08-16 23:55发布

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 第十一章 独立看门狗（IWDG）实验      
这一章，我们将向大家介绍如何使用STM32的独立看门狗（以下简称IWDG）。STM32内部自带了2个看门狗：独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG）。这一章我们只介绍独立看门狗，窗口看门狗将在下一章介绍。在本章中，我们将通过按键WK_UP来喂狗，然后通过DS0提示复位状态。本章分为如下几个部分： 11.1 STM32独立看门狗简介 11.2 硬件设计 11.3 软件设计 11.4 下载验证  

11.1 STM32独立看门狗简介

STM32的独立看门狗由内部专门的40Khz低速时钟驱动，即使主时钟发生故障，它也仍然有效。这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部RC时钟，所以并不是准确的40Khz，而是在30~60Khz之间的一个可变化的时钟，只是我们在估算的时候，以40Khz的频率来计算，看门狗对时间的要求不是很精确，所以，时钟有些偏差，都是可以接受的。 独立看门狗有几个寄存器与我们这节相关，我们分别介绍这几个寄存器，首先是键值寄存器IWDG_KR，该寄存器的各位描述如图11.1.1所示：

图11.1.1 IWDG_KR寄存器各位描述 在键寄存器(IWDG_KR)中写入0xCCCC，开始启用独立看门狗；此时计数器开始从其复位值0xFFF递减计数。当计数器计数到末尾0x000时，会产生一个复位信号(IWDG_RESET)。 无论何时，只要键寄存器IWDG_KR中被写入0xAAAA， IWDG_RLR中的值就会被重新加载到计数器中从而避免产生看门狗复位 。 IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器具有写保护功能。要修改这两个寄存器的值，必须先向IWDG_KR寄存器中写入0x5555。将其他值写入这个寄存器将会打乱操作顺序，寄存器将重新被保护。重装载操作(即写入0xAAAA)也会启动写保护功能。 接下来，我们介绍预分频寄存器（IWDG_PR），该寄存器用来设置看门狗时钟的分频系数，最低为4，最高位256，该寄存器是一个32位的寄存器，但是我们只用了最低3位，其他都是保留位。预分频寄存器各位定义如图11.1.2所示：

图11.1.2 IWDG_ PR寄存器各位描述 在介绍完IWDG_PR之后，我们介绍一下重装载寄存器。该寄存器用来保存重装载到计数器中的值。该寄存器也是一个32位寄存器，但是只有低12位是有效的，该寄存器的各位描述如图11.1.3所示：

图11.1.3 重装载寄存器各位描述 只要对以上三个寄存器进行相应的设置，我们就可以启动STM32的独立看门狗，启动过程可以按如下步骤实现： 1）向IWDG_KR写入0X5555。 通过这步，我们取消IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护，使后面可以操作这两个寄存器。 设置IWDG_PR和IWDG_RLR的值。 这两步设置看门狗的分频系数，和重装载的值。由此，就可以知道看门狗的喂狗时间（也就是看门狗溢出时间），该时间的计算方式为： Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40 其中Tout为看门狗溢出时间（单位为ms）；prer为看门狗时钟预分频值（IWDG_PR值），范围为0~7；rlr为看门狗的重装载值（IWDG_RLR的值）； 比如我们设定prer值为4，rlr值为625，那么就可以得到Tout=64×625/40=1000ms，这样，看门狗的溢出时间就是1s，只要你在一秒钟之内，有一次写入0XAAAA到IWDG_KR，就不会导致看门狗复位（当然写入多次也是可以的）。这里需要提醒大家的是，看门狗的时钟不是准确的40Khz，所以在喂狗的时候，最好不要太晚了，否则，有可能发生看门狗复位。 2）向IWDG_KR写入0XAAAA。 通过这句，将使STM32重新加载IWDG_RLR的值到看门狗计数器里面。即实现独立看门狗的喂狗操作。 3）向IWDG_KR写入0XCCCC。 通过这句，来启动STM32的看门狗。注意IWDG在一旦启用，就不能再被关闭！想要关闭，只能重启，并且重启之后不能打开IWDG，否则问题依旧，所以在这里提醒大家，如果不用IWDG的话，就不要去打开它，免得麻烦。 通过上面3个步骤，我们就可以启动STM32的看门狗了，使能了看门狗，在程序里面就必须间隔一定时间喂狗，否则将导致程序复位。利用这一点，我们本章将通过一个LED灯来指示程序是否重启，来验证STM32的独立看门狗。 在配置看门狗后，DS0将常亮，如果WK_UP按键按下，就喂狗，只要WK_UP不停的按，看门狗就一直不会产生复位，保持DS0的常亮，一旦超过看门狗定溢出时间（Tout）还没按，那么将会导致程序重启，这将导致DS0熄灭一次。

11.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有： 1）  指示灯DS0 2）  WK_UP按键 3）  独立看门狗 前面两个在之前都有介绍，而独立看门狗实验的的核心是在STM32内部进行，并不需要外部电路。但是考虑到指示当前状态和喂狗等操作，我们需要2个IO口，一个用来输入喂狗信号，另外一个用来指示程序是否重启。喂狗我们采用板上的WK_UP键来操作，而程序重启，则是通过DS0来指示的。

11.3 软件设计

软件设计我们依旧是在前面的代码基础上往上加，先在HARDWARE文件夹下面新建一个WDG的文件夹，用来保存与看门狗相关的代码。再打开工程，新建wdg.c和wdg.h两个文件，并保存在WDG文件夹下，并将WDG文件夹加入头文件包含路径。 在wdg.c里面输入如下代码： #include "wdg.h" //初始化独立看门狗 //prer:分频数:0~7(只有低3位有效!) //分频因子=4*2^prer.但最大值只能是256! //rlr:重装载寄存器值:低11位有效. //时间计算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40 (ms). void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr) {        IWDG->KR=0X5555;//使能对IWDG->R和IWDG->RLR的写                                                                                        IWDG->R=prer;  //设置分频系数         IWDG->RLR=rlr;  //从加载寄存器 IWDG->RLR         IWDG->KR=0XAAAA;//reload                                                                                   IWDG->KR=0XCCCC;//使能看门狗   } //喂独立看门狗 void IWDG_Feed(void) {        IWDG->KR=0XAAAA;//reload                                                                             } 该代码就2个函数，void IWDG_Init(u8 prer，u16 rlr)是独立看门狗初始化函数，就是按照上面介绍的步骤来初始化独立看门狗的。该函数有2个参数，分别用来设置与预分频数与重装寄存器的值的。通过这两个参数，就可以大概知道看门狗复位的时间周期为多少了。其计算方式上面有详细的介绍，这里不再多说了。 void IWDG_Feed(void)函数，该函数用来喂狗，因为STM32的喂狗只需要向键值寄存器写入0XAAAA即可，所以，我们这个函数也是简单的很。保存wdg.c，然后把该文件加入到HARDWARE组下。 在wdg.h里面，我们输入如下内容： #ifndef __WDG_H #define __WDG_H #include "sys.h" void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr); void IWDG_Feed(void); #endif 这个很简单，估计大家都能理解，不再多说了。我们保存下这两个文件，来看主程序该如何写，在主程序里面我们先初始化一下系统代码，然后启动按键输入和看门狗，在看门狗开启后马山点亮LED0（DS0），并进入死循环等待按键的输入，一旦WK_UP有按键，则喂狗，否则等待IWDG复位的到来。该部分代码如下： int main(void) {                                                                     Stm32_Clock_Init(9);    //系统时钟设置        uart_init(72,9600);      //串口初始化为9600        delay_init(72);                  //延时初始化        LED_Init();                        //初始化与LED连接的硬件接口        BEEP_Init();                //初始化蜂鸣器端口        KEY_Init();           //初始化与按键连接的硬件接口       delay_ms(500);       IWDG_Init(4,625);           //与分频数为64,重载值为625,溢出时间为1s             LED0=0;                           //点亮LED0        while(1)        {               if(KEY_Scan(0)==KEY_UP)               {                      IWDG_Feed();//如果WK_UP按下,则喂狗               }               delay_ms(10);        };      }        上面的代码，鉴于篇幅考虑，我们没有把头文件给列出来（后续实例将会采用类同的方式处理），因为以后我们包含的头文件会越来越多，大家想看，可以直接打开光盘相关源码查看。至此，独立看门狗的实验代码，我们就全部编写完了，接着要做的就是下载验证了，看看我们的代码是否真的正确，当然在下载之前可以通过软件仿真看看是否可行。

11.4 下载验证

在编译成功之后，我们就可以下载代码到战舰STM32开发板上，实际验证一下，我们的程序是否正确。下载代码后，可以看到DS0不停的闪烁，证明程序在不停的复位，否则只会DS0常亮。这时我们试试不停的按WK_UP按键，可以看到DS0就常亮了，不会再闪烁。说明我们的实验是成功的。      
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12条回答
wwjdwy
2019-08-17 03:34
回复【楼主位】正点原子:
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预分频那块如何求得啊版主？
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40

比如我们设定prer值为4，rlr值为625，那么就可以得到Tout=64×625/40=1000ms，


（4×2^prer)这个公式哪里来的，而且设置prer为4之后，预分频的64得来？

我看手册还有固件库中写的是：

*
  * @brief  Sets IWDG rescaler value.
  * @param  IWDG_Prescaler: specifies the IWDG rescaler value.
  *   This parameter can be one of the following values:
  *     @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
#define IWDG_Prescaler_4            ((uint8_t)0x00)
#define IWDG_Prescaler_8            ((uint8_t)0x01)
#define IWDG_Prescaler_16           ((uint8_t)0x02)
#define IWDG_Prescaler_32           ((uint8_t)0x03)
#define IWDG_Prescaler_64           ((uint8_t)0x04)
#define IWDG_Prescaler_128          ((uint8_t)0x05)
#define IWDG_Prescaler_256          ((uint8_t)0x06) 

实在没看懂那个4*2^prer的式子请在指点一下，谢谢

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