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      ?STM32自學(xué)筆記——看門狗

      文章出處:?jiǎn)纹瑱C(jī) 責(zé)任編輯:上海意泓電子科技有限責(zé)任公司 發(fā)表時(shí)間:
      2020
      11-10

      STM32的看門狗有倆個(gè) WWDG和IWDG 兩者最大的區(qū)別就是IWDG只有一個(gè)喂食下限而WWDG顧名思義窗戶必須在一個(gè)范圍內(nèi)喂食才能保證不會(huì)觸發(fā)復(fù)位


      一.IWDG(獨(dú)立看門狗) 

      1) 取消寄存器寫保護(hù)( 向 IWDG_KR 寫入 0X5555)通過這步,我們?nèi)∠?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);

      1

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

      2) 設(shè)置獨(dú)立看門狗的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值,


      void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //分頻系數(shù)

      IWDG_Prescaler_4 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 4

      IWDG_Prescaler_8 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 8

      IWDG_Prescaler_16 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 16

      IWDG_Prescaler_32 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 32

      IWDG_Prescaler_64 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 64

      IWDG_Prescaler_128 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 128

      IWDG_Prescaler_256 設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值為 256

      void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //重裝載值0-0x0fff


      下面是倆個(gè)函數(shù)的資料 

      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,該時(shí)間的計(jì)算方式為: 

      Tout=((4×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); 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 16, 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。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


      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


      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。 

      一般示例如下


      #include "wdg.h"

      void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)

      {

      IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //①使能寫操作

      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(jì)數(shù)器

      IWDG_Enable(); //④使能 IWDG

      }

      //喂獨(dú)立看門狗

      void IWDG_Feed(void)

      {

      IWDG_ReloadCounter();//reload 

      }


      二.窗戶看門狗 

      WWDG 窗戶看門狗 Window Watch DoG 

      在自己的中斷程序喂狗 

      1.可編程自由運(yùn)行的遞減計(jì)數(shù)器 

      2.復(fù)位條件: (1). 當(dāng)計(jì)數(shù)器的數(shù)值從0x40減到0x3F時(shí)(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)(窗口的值可以進(jìn)行設(shè)定最大為0x7f 當(dāng)喂狗時(shí)會(huì)比較窗戶寄存器和遞減計(jì)數(shù)器的值如果遞減計(jì)數(shù)器的值大于窗口寄存器時(shí),會(huì)發(fā)生置位就相當(dāng)于設(shè)置了一個(gè)上限喂狗的時(shí)間必須在上限以下才行 這也體現(xiàn)了窗口這個(gè)詞的含義) 

      3.若允許中斷,當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器等于0x40時(shí)可以產(chǎn)生中斷,使遞減計(jì)數(shù)器值被重裝以避免復(fù)位


      1) 使能 WWDG 時(shí)鐘 

      WWDG 不同于 IWDG, IWDG 有自己獨(dú)立的 40Khz 時(shí)鐘,不存在使能問題。而 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)置窗口值函數(shù)是:


      void WWDG_SetWindowValue(uint8_t WindowValue);//設(shè)置看門狗的上窗口值值在0x40-0x7f


      設(shè)置分頻數(shù)的函數(shù)是:


      void WWDG_SetPrescaler(uint32_t WWDG_Prescaler);//設(shè)置看門狗的分頻值

      WWDG_Prescaler_1 WWDG 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為( PCLK/4096) /1

      WWDG_Prescaler_2 WWDG 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為( PCLK/4096) /2

      WWDG_Prescaler_4 WWDG 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為( PCLK/4096) /4

      WWDG_Prescaler_8 WWDG 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為( PCLK/4096) /8


      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


      再用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


      void WWDG_Enable(uint8_t Counter);

      該參數(shù)取值必須在 0x40 與 0x7F 之間

      WWDG 一旦被使能就不能被失能


      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) 

      用來保存重要的信息 

      示例


      void WWDG_Init(u8 wr,u32 fprer)

      {

      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE); // WWDG 時(shí)鐘使能

      WWDG_SetPrescaler(fprer); //設(shè)置 IWDG 預(yù)分頻值

      WWDG_SetWindowValue(wr); //設(shè)置窗口值

      WWDG_Enable(0x7f); //使能看門狗,設(shè)置 counter

      WWDG_ClearFlag(); //清除提前喚醒中斷標(biāo)志位

      WWDG_NVIC_Init(); //初始化窗口看門狗 NVIC

      WWDG_EnableIT(); //開啟窗口看門狗中斷

      }

      //窗口看門狗中斷服務(wù)程序

      void WWDG_NVIC_Init()

      {

      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQn; //WWDG 中斷

      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //搶占 2 子優(yōu)先級(jí) 3 組 2

      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //搶占 2,子優(yōu)先級(jí) 3,組 2

      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //NVIC 初始化

      }

      void WWDG_IRQHandler(void)

      {

      WWDG_SetCounter(WWDG_CNT); //喂狗 在喚醒中斷中喂狗在邏輯上是行不通的

      WWDG_ClearFlag(); //清除提前喚醒中斷標(biāo)志位

      LED1=!LED1; //LED 狀態(tài)翻轉(zhuǎn)

      }


      關(guān)于喂狗時(shí)間: 

      WWDG與IWDG的主要區(qū)別是有一個(gè)窗口控制,WWDG的中斷是給你最后一次喂狗的機(jī)會(huì),通常這個(gè)中斷不是讓你執(zhí)行喂狗操作的;一般進(jìn)到這個(gè)中斷時(shí)表示你在其它地方安排的喂狗操作不能奏效,而發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí),肯定是系統(tǒng)有問題了,或者是程序有Bug,或者是碰到了干擾,在這種情況下,這個(gè)中斷是為了讓你的程序在發(fā)生真正的看門狗復(fù)位前,有一個(gè)緊急處理的機(jī)會(huì),如保存重要的數(shù)據(jù),或做系統(tǒng)剎車等操作。 

      由此看出,簡(jiǎn)單地在WWDG中斷喂狗,既沒有發(fā)揮WWDG相對(duì)于IWDG的優(yōu)勢(shì),又因?yàn)樵谥袛嘀形构范鵀橐院蟮漠a(chǎn)品留下了隱患。


      幾點(diǎn)思考: 

      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?gòu)?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(zhǎng)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)。


      理解 

      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)。


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