STM32 独立看门狗实验

Posted 2021-07-28 行稳方能走远

摘自：STM32 独立看门狗实验
作者：追兮兮
发布时间： 2020-12-25 10:14:21
网址：https://blog.csdn.net/weixin_44234294/article/details/111661281

一、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。
首先我们得讲解一下看门狗的原理。这个百度百科里面有很详细的解释。我们总结一下：单片机系统在外界的干扰下会出现程序跑飞的现象导致出现死循环，看门狗电路就是为了避免这种情况的发生。看门狗的作用就是在一定时间内（通过定时计数器实现）没有接收喂狗信号（表示 MCU 已经挂了），便实现处理器的自动复位重启（发送复位信号）。
下面我们在了解几个与独立看门狗相关联的寄存器之后讲解怎么通过库函数来实现配置。首先是键值寄存器 IWDG_KR，该寄存器的各位描述如图 所示：

在键值寄存器(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 。
在键值寄存器(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 。
还有两个寄存器，一个预分频寄存器（IWDG_PR），该寄存器用来设置看门狗时钟的分频系数。另一个重装载寄存器。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。

二、配置独立看门狗

1. 取消寄存器写保护（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。这在库函数中的实现函数是：

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);

   

   
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这个函数非常简单，顾名思义就是开启/取消写保护，也就是使能/失能写权限。

2. 设置独立看门狗的预分频系数和重装载值
设置看门狗的分频系数的函数是：

void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //设置 IWDG 预分频值

   

   
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设置看门狗的重装载值的函数是：

void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //设置 IWDG 重装载值

   

   
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设置好看门狗的分频系数 prer 和重装载值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

   

   
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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，

   

   
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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。

3. 重载计数值喂狗（向 IWDG_KR 写入 0XAAAA）
库函数里面重载计数值的函数是：

IWDG_ReloadCounter(); //按照 IWDG 重装载寄存器的值重装载 IWDG 计数器

   

   
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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。

4. 启动看门狗(向 IWDG_KR 写入 0XCCCC)
库函数里面启动独立看门狗的函数是：

IWDG_Enable(); //使能 IWDG

   

   
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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 4 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。

三、实验内容及材料

内容：将用到开发板里面的两个LED灯和一个按键。在配置完看门狗后让红灯亮，在没有喂狗的情况下，一旦超过看门狗定溢出时间（Tout），
那么将会导致程序重启，这将导致红灯熄灭一次然后再亮（红灯不停的亮灭），当我们按下按键1后，开启喂狗，绿灯亮起并且红灯一直亮不再进行亮灭。
材料：STM32F103战舰

四、程序

iwdg.c

#include "iwdg.h"

void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)
{
	IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//使能
	IWDG_SetPrescaler(prer);//设置独立看门狗的预分频系数，确定时钟
	IWDG_SetReload(rlr);//设置看门狗重装载值，确定溢出时间
	IWDG_ReloadCounter();//加载计数器
	IWDG_Enable();//使能看门狗
	
	
}

key.c

#include "key.h"
#include "stm32f10x.h"

void KEY_CONFIG(void)
{
	GPIO_InitTypeDef KEY_GPIO;
	/*配置/打开使能时钟 */
		//RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIO_KEY_RCC,ENABLE);
	
	KEY_GPIO.GPIO_Pin   = GPIO_KEY_PIN;//输入引脚是PA3
	KEY_GPIO.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入模式
	//KEY_GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//输出速率
	
		//GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
	GPIO_Init(GPIO_KEY_PORT,&KEY_GPIO);//初始化引脚

}	

led.c

#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"

void LED_CONFIG(void)
{
	GPIO_InitTypeDef LED_GPIO;
	/* 配置/打开时钟*/
		//RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIOB_LED_RCC, ENABLE);//ENABLE是打开的意思
	//RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIOE_LED_RCC, ENABLE);//ENABLE是打开的意思
	RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIOE_LED_RCC, ENABLE);
	LED_GPIO.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;//模式：推挽输出
	LED_GPIO.GPIO_Pin   = GPIO_LED_PIN;//哪个引脚：PB5
	LED_GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//传输速度：50Hz
	/*配置GPIOB 输出*/
		//GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
	GPIO_Init(GPIOB_LED_PORT,&LED_GPIO);
	GPIO_Init(GPIOE_LED_PORT,&LED_GPIO);
	GPIO_SetBits(GPIOB_LED_PORT, GPIO_LED_PIN);
	GPIO_SetBits(GPIOE_LED_PORT, GPIO_LED_PIN);
	//GPIO_Init(GPIOE_LED_PORT,&LED_GPIO);
	
	
}

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "iwdg.h"

int main(void)
{
	uint8_t num = 0;//用来判断是否需要喂狗
	delay_init();
	KEY_CONFIG();
	LED_CONFIG();
	
	delay_ms(500);
	GPIO_ResetBits(GPIOB_LED_PORT, GPIO_LED_PIN);//点亮灯
	IWDG_Init(4,625);//预分频数为64,重载值为625,溢出时间为1s
	
	while(1){
			if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_KEY_PORT,GPIO_KEY_PIN) == 0){//判断按键是否按下
				num = 1;
			}
			if(num){
				IWDG_ReloadCounter();//喂狗
				GPIO_ResetBits(GPIOE_LED_PORT, GPIO_LED_PIN);//亮绿灯
			}
		
	}

}

文章内容参考：STM32F4XX 中文参考手册》IWDG 章节、STM32F1开发指南=库函数版本。
需要整个工程文件私聊/