2021-04-20 独立看门狗实验

最新推荐文章于 2024-04-15 18:42:14 发布

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文章标签： stm32 单片机嵌入式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/liu112125/article/details/115911210

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本文介绍STM32单片机中的独立看门狗功能及其应用。独立看门狗能够防止程序跑飞导致系统崩溃，适用于对外部时钟依赖小、时间精度要求不高的场景。文章详细阐述了独立看门狗的配置方法、关键寄存器的作用及其实现原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

独立看门狗实验

一. 独立看门狗概述

二. 常用寄存器和库函数配置

三. 编写独立看门狗实验

一. 概述

在单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，会造成整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于检测单片机程序运行状态的模板或者芯片，俗称“看门狗”。

1.2 看门狗解决的问题是什么？

在启动正确运行的时候，系统不能复位。
在系统跑飞的情况，系统复位，程序重新执行。

1.3 独立看门狗概述

◆STM32内置两个着门狗，提供了更高的安全性，时间的精确性和使用
的灵活性。两个看门狗设备（独立看门狗/窗口看门狗）可以用来检测和
解决由软件错误引起的故障。当计数器达到给定的超时值时，触发一个
中断（仅适用窗口看门狗）或者产生系统复位。
·独立看门狗（IWDG）由专用的低速时钟（LSl）驱动，即使主时钟发生
故障它仍有效。
独立看门狗适合应用于需要看门狗作为一个在主程序之外能够完全独立工
作，并且对时间精度要求低的场合。
◆窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到时钟驱动。通过可配置的时间窗口
来检测应用程序非正常的过迟或过早操作。

窗口看门狗最适合那些要求看门狗在精确计时窗口起作用的程序。

1.4 独立看门狗功能描述

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，当计数器值计数到尾值0×000时会产生一个复位信号（IWDGRESET）。
无论何时，只要在键值寄存器IWDG KR中写入0XAAAA(通常说的喂狗），自动重装载寄存器IWDGRLR的值就会重新加载到计数器，从而避免看门狗复位。
如果程序异常，就无法正常喂狗，从而系统复位。

2.1 独立看门狗框图

在这里插入图片描述
键值寄存器IWDG_KR：0~15位有效
预分频寄存器IWDG_PR：0~2位有效**。具有写保护功能，要操作先取消写保护。**
重装载寄存器IWDG_RLR：0~11位有效。具有写保护功能，要操作先取消写保护。
状态寄存器IWDG_SR：0~1位有效。

在这里插入图片描述
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。

在这里插入图片描述
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。

在这里插入图片描述
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

在这里插入图片描述

2.2 独立看门狗超时时间

在这里插入图片描述

2.3 IWDG独立看门狗操作库函数：

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//取消写保护；0x5555使能

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

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

IWDG_ReloadCounter(); //按照 IWDG 重装载寄存器的值重装载 IWDG 计数器，向 IWDG_KR 写入 0XAAAA

IWDG_Enable(); //使能 IWDG，向 IWDG_KR 写入 0XCCCC

FlagStatus IWDG_GetFlagStatus(unit16_t IWDG_FLAG);//状态：重装载/预分频 更新

三. 编写：

iwdg.c

#include "iwdg.h"
#include "led.h"

//Copyright(C) 正点原子 2009-2019
//All rights reserved
void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr) 
{	
 	IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);  //使能对寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的写操作
	
	IWDG_SetPrescaler(prer);  //设置IWDG预分频值:设置IWDG预分频值为64
	
	IWDG_SetReload(rlr);  //设置IWDG重装载值
	
	IWDG_ReloadCounter();  //按照IWDG重装载寄存器的值重装载IWDG计数器
	
	IWDG_Enable();  //使能IWDG
}
//喂独立看门狗
void IWDG_Feed(void)
{   
 	IWDG_ReloadCounter();										   
}

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "iwdg.h"

 int main(void)
 {	
 
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2 
	uart_init(9600);	 //串口初始化为9600
	LED_Init();		  	 //初始化与LED连接的硬件接口 
  KEY_Init();          //按键初始化	 
	delay_ms(300);   	 //让人看得到灭
	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)==WKUP_PRES)IWDG_Feed();//如果WK_UP按下,则喂狗
		delay_ms(10);
	};
}

led.c

#include "led.h"



//初始化PB5和PE5为输出口.并使能这两个口的时钟		    
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{
 
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);	 //使能PA,PD端口时钟
	
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;				 //LED0-->PA.8 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					 //根据设定参数初始化GPIOA.8
 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);						 //PA.8 输出高

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;	    		 //LED1-->PD.2 端口配置, 推挽输出
 GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);	  				 //推挽输出 ，IO口速度为50MHz
 GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); 						 //PD.2 输出高 
}

key.c

#include "key.h"
#include "delay.h"

 	    
//按键初始化函数 
//PA0.15和PC5 设置成输入
void KEY_Init(void)
{
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//使能PORTA,PORTC时钟

	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);//关闭jtag，使能SWD，可以用SWD模式调试
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_15;//PA15
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA15
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_5;//PC5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
 	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC5
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;//PA0
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0设置成输入，默认下拉	  
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0
	
} 
//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//返回值：
//0，没有任何按键按下
//KEY0_PRES，KEY0按下
//KEY1_PRES，KEY1按下
//WKUP_PRES，WK_UP按下 
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{	 
	static u8 key_up=1;//按键按松开标志
	if(mode)key_up=1;  //支持连按		  
	if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
	{
		delay_ms(10);//去抖动 
		key_up=0;
		if(KEY0==0)return KEY0_PRES;
		else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;
		else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES; 
	}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1; 	     
	return 0;// 无按键按下
}