看门狗的作用

看门狗,又叫 watchdog timer,是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗,一个输出到MCU的RST端,MCU正常工作的时候,每隔一端时间输出一个信号到喂狗端,给 WDT 清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就回给出一个复位信号到MCU,是MCU复位. 防止MCU死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。


工作原理:在系统运行以后也就启动了看门狗的计数器,看门狗就开始自动计数,如果到了一定的时间还不去清看门狗,那么看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断,造成系统复位。所以在使用有看门狗的芯片时要注意清看门狗。
硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环,或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。常用的WDT芯片如MAX813 ,5045, IMP 813等,价格4~10元不等.


软件看门狗技术的原理和这差不多,只不过是用软件的方法实现,我们还是以51系列来讲,我们知道在51单片机中有两个定时器,我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间,当产生定时中断的时候对一个变量进行赋值,而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值,在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间,这样在主程序的尾部对变量的值进行判断,如果值发生了预期的变化,就说明T0中断正常,如果没有发生变化则使程序复位。对于T1我们用来监控主程序的运行,我们给T1设定一定的定时时间,在主程序中对其进行复位,如果不能在一定的时间里对其进行复位,T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间,给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环,T0监视T1,T1监视主程序,主程序又来监视T0,从而保证系统的稳定运行。


51 系列有专门的看门狗定时器,对系统频率进行分频计数,定时器溢出时,将引起复位.看门狗可设定溢出率,也可单独用来作为定时器使用.
    凌阳61的看门狗比较单一,一个是时间单一,第二是功能在实际的使用中只需在循环当中加入清狗的指令就OK了。


C8051Fxxx单片机内部也有一个21位的使用系统时钟的定时器,该定时器检测对其控制 寄存器的两次特定写操作的时间间隔。如果这个时间间隔超过了编程的极限值,将产生一个WDT复位。
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看门狗使用注意:大多数51 系列单片机都有看门狗,当看门狗没有被定时清零时,将引起复位。这可防止程序跑飞。设计者必须清楚看门狗的溢出时间以决定在合适的时候,清看门狗。清看门狗也不能太过频繁否则会造成资源浪费。程序正常运行时,软件每隔一定的时间(小于定时器的溢出周期)给定时器置数,即可预防溢出中断而引起的误复位。
看门狗运用:看门狗是恢复系统的正常运行及有效的监视管理器(具有锁定光驱,锁定任何指定程序的作用,可用在家庭中防止小孩无节制地玩游戏、上网、看录像)等具有很好的应用价值.


系统软件"看门狗"的设计思路:


 1.看门狗定时器T0的设置。在初始化程序块中设置T0的工作方式,并开启中断和计数功能。系统Fosc=12 MHz,T0为16位计数器,最大计数值为(2的10次方)-1=65 535,T0输入计数频率是.Fosc/12,溢出周期为(65 535+1)/1=65 536(μs)。


2.计算主控程序循环一次的耗时。考虑系统各功能模块及其循环次数,本系统主控制程序的运行时间约为16.6 ms。系统设置"看门狗"定时器T0定时30 ms(T0的初值为65 536-30 000=35 536)。主控程序的每次循环都将刷新T0的初值。如程序进入"死循环"而T0的初值在30 ms内未被刷新,这时"看门狗"定时器T0将溢出并申请中断。


3.设计T0溢出所对应的中断服务程序。此子程序只须一条指令,即在T0对应的中断向量地址(000BH)写入"无条件转移"命令,把计算机拖回整个程序的第一行,对单片机重新进行初始化并获得正确的执行顺序。
<think>嗯,用户这次转向了嵌入式系统领域,询问STM32看门狗的功能和应用场景。结合用户提供的引用资料[1][2]和之前讨论的技嘉主板话题,可以看出用户可能是电子工程师或嵌入式开发者,正在研究STM32F4系列微控制器的外设功能。 用户引用的资料提到STM32F4有基本定时器、系统定时器、看门狗定时器等分类,但用户特别聚焦在看门狗上。这提示需要重点区分独立看门狗(IWDG)和窗口看门狗(WWDG)的特性差异。考虑到用户可能实际面临系统稳定性问题,应该强调看门狗在抗干扰方面的核心价值。 从技术细节看,需要明确几个关键点:首先是看门狗的硬件独立性,IWDG使用独立时钟源这个特性对可靠性至关重要;其次是复位机制差异,WWDG的窗口特性适合需要严格时序控制的应用;最后是喂狗策略,这是实际开发中最容易出错的环节。 用户提供的引用[2]提到STM32CubeMX配置工具,这个信息很有价值,应该在回答中纳入配置示例。但要注意避免重复引用资料已有的基础内容,而是补充实践技巧,比如如何计算超时时间、调试时临时禁用看门狗的方法等。 考虑到用户可能是实际项目开发,最后提出的四个延伸问题都针对典型开发痛点:超时计算关系到系统实时性,多任务喂狗是RTOS常见需求,休眠模式下的处理影响功耗设计,而复位诊断则是现场调试的关键手段。这些应该能覆盖用户后续可能遇到的深层次问题。</think>以下是关于STM32看门狗定时器的详细解析,结合其核心功能和应用场景: --- ### **一、看门狗定时器的核心作用** 1. **系统抗干扰与自恢复** - **硬件级监控**:独立于CPU运行(使用独立时钟源$LSI \approx 32kHz$),当软件因干扰卡死时,自动触发系统复位[^1][^2]。 - **喂狗机制**:需在超时前通过代码刷新计数器(如写入`0xAAAA`到IWDG_KR寄存器),否则视为程序异常。 - **超时公式**: $$T_{timeout} = \frac{4 \times 2^{pre} \times rlr}{LSI}$$ ($pre$=预分频系数,$rlr$=重载值) 2. **双重看门狗类型** | **类型** | **独立看门狗(IWDG)** | **窗口看门狗(WWDG)** | |------------------|---------------------------------------|------------------------------------| | **时钟源** | 独立$LSI$(不受主时钟影响) | 来自$APB1$总线(依赖系统时钟) | | **复位条件** | 超时未喂狗 | 过早喂狗或在"窗口"外刷新 | | **中断能力** | 无中断,直接复位 | 可提前触发中断(用于紧急任务处理)| | **适用场景** | 高可靠性工业设备 | 汽车电子等需严格时序的系统 | --- ### **二、关键应用场景** 1. **抗电磁干扰(EMI)环境** - 工业控制、电机驱动等场景中,强电磁干扰可能导致程序跑飞。看门狗确保设备在$300ms$内自动恢复(典型超时设置)[^2]。 2. **无人值守设备** - 如智能电表、气象站等长期运行设备,通过看门狗应对内存泄漏导致的死机问题,降低运维成本。 3. **安全关键系统** - 汽车电子:WWDG的"喂狗窗口"(如$70\%-90\%$计数周期)防止软件异常提前喂狗,确保关键任务按序执行[^2]。 4. **防止程序死循环** ```c // 典型喂狗代码示例(IWDG) while(1) { if(adc_data_ready) { process_data(); IWDG_ReloadCounter(); // 喂狗 } // 若ADC卡死则超时复位 } ``` --- ### **三、配置要点与注意事项** 1. **硬件设计建议** - 使能独立看门狗后,**不可在调试时暂停程序过久**,否则会意外触发复位。 - WWDG需配合NVIC设置中断优先级,避免紧急任务被阻塞。 2. **喂狗策略优化** - **多任务系统**:在关键任务链中分散喂狗操作,避免单一任务失败导致误复位。 - **低功耗模式**:休眠前禁用看门狗(需评估风险)或使用唤醒中断喂狗。 3. **STM32CubeMX配置流程** ```mermaid graph LR A[开启IWDG/WWDG] --> B[设置预分频和重载值] B --> C[计算超时时间] C --> D[生成初始化代码] ``` --- ### **四、典型问题解决方案** | **故障现象** | **原因分析** | **解决措施** | |--------------------|-------------------------------|----------------------------------| | 频繁意外复位 | 喂狗间隔大于超时时间 | 增大重载值或降低预分频系数 | | 无法进入休眠 | 看门狗阻止低功耗模式 | 休眠前临时喂狗并快速唤醒 | | WWDG中断不触发 | NVIC未使能中断 | 检查中断配置与优先级设置 | --- > **总结**:STM32看门狗是**嵌入式系统的"守护者"**,通过硬件级监控提升抗干扰能力。工业控制首选IWDG(独立性强),汽车电子宜用WWDG(时序可控性高)。使用时需平衡安全性与灵活性,避免过度依赖导致系统频繁复位[^1][^2]。 ---
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