第十二章 窗口门狗（WWDG）实验

        这一章，我们将向大家介绍如何使用STM32的另外一个看门狗，窗口看门狗（以下简称WWDG）。在本章中，我们将使用窗口看门狗的中断功能来喂狗，通过DS0和DS1提示程序的运行状态。本章分为如下几个部分：

12.1 STM32窗口看门狗简介

12.2 硬件设计

12.3 软件设计

12.4 下载验证

12.1 STM32窗口看门狗简介

        窗口看门狗（WWDG）通常被用来监测由外部干扰或不可预见的逻辑条件造成的应用程序背离正常的运行序列而产生的软件故障。除非递减计数器的值在T6位（WWDG->CR的第六位）变成0前被刷新，看门狗电路在达到预置的时间周期时，会产生一个MCU复位。在递减计数器达到窗口配置寄存器(WWDG->CFR)数值之前，如果7位的递减计数器数值(在控制寄存器中)被刷新， 那么也将产生一个MCU复位。这表明递减计数器需要在一个有限的时间窗口中被刷新。他们的关系可以用图12.1.1来说明：

图12.1.1 窗口看门狗工作示意图

        图12.1.1中，T[6:0]就是WWDG_CR的低七位，W[6:0]即是WWDG->CFR的低七位。T[6:0]就是窗口看门狗的计数器，而W[6:0]则是窗口看门狗的上窗口，下窗口值是固定的（0X40）。当窗口看门狗的计数器在上窗口值之外被刷新，或者低于下窗口值都会产生复位。

         上窗口值（W[6:0]）是由用户自己设定的，根据实际要求来设计窗口值，但是一定要确保窗口值大于0X40，否则窗口就不存在了。

        窗口看门狗的超时公式如下：

                Twwdg=(4096×2^WDGTB×(T[5:0]+1)) /Fpclk1;

        其中：

       Twwdg：WWDG超时时间（单位为ms）

       Fpclk1：APB1的时钟频率（单位为Khz）

       WDGTB：WWDG的预分频系数

       T[5:0]：窗口看门狗的计数器低6位

       根据上面的公式，假设Fpclk1=36Mhz，那么可以得到最小-最大超时时间表如表12.1.1所示：

表12.1.1 36M时钟下窗口看门狗的最小最大超时表

        接下来，我们介绍窗口看门狗的3个寄存器。首先介绍控制寄存器（WWDG_CR），该寄存器的各位描述如图12.1.2所示：

图12.1.2 WWDG_CR寄存器各位描述

可以看出，这里我们的WWDG_CR只有低八位有效，T[6：0]用来存储看门狗的计数器值，随时更新的，每个看窗口看门狗计数周期（4096×2^ WDGTB）减1。当该计数器的值从0X40变为0X3F的时候，将产生看门狗复位。

WDGA位则是看门狗的激活位，该位由软件置1，以启动看门狗，并且一定要注意的是该位一旦设置，就只能在硬件复位后才能清零了。

窗口看门狗的第二个寄存器是配置寄存器（WWDG_CFR），该寄存器的各位及其描述如图12.1.3所示：

图12.1.3 WWDG_ CFR寄存器各位描述

        该位中的EWI是提前唤醒中断，也就是在快要产生复位的前一段时间（T[6:0]=0X40）来提醒我们，需要进行喂狗了，否则将复位！因此，我们一般用该位来设置中断，当窗口看门狗的计数器值减到0X40的时候，如果该位设置，并开启了中断，则会产生中断，我们可以在中断里面向WWDG_CR重新写入计数器的值，来达到喂狗的目的。注意这里在进入中断后，必须在不大于1个窗口看门狗计数周期的时间（在PCLK1频率为36M且WDGTB为0的条件下，该时间为113us）内重新写WWDG_CR，否则，看门狗将产生复位！

        最后我们要介绍的是状态寄存器（WWDG_SR），该寄存器用来记录当前是否有提前唤醒的标志。该寄存器仅有位0有效，其他都是保留位。当计数器值达到40h时，此位由硬件置1。它必须通过软件写0来清除。对此位写1无效。即使中断未被使能，在计数器的值达到0X40的时候，此位也会被置1。

        在介绍完了窗口看门狗的寄存器之后，我们介绍要如何启用STM32的窗口看门狗。这里我们介绍的方法是用中断的方式来喂狗的。采取的步骤如下：

1）使能WWDG时钟

        WWDG不同于IWDG，IWDG有自己独立的40Khz时钟，不存在使能问题。而WWDG使用的是PCLK1的时钟，需要先使能时钟。

2）设置WWDG_CFR和WWDG_CR两个寄存器

        在时钟使能完后，我们设置WWDG的CFR和CR两个寄存器，对WWDG进行配置。包括使能窗口看门狗、开启中断、设置计数器的初始值、设置窗口值并设置分频数WDGTB等。

3）开启WWDG中断并分组

        在设置完了WWDG后，需要配置该中断的分组及使能。这点通过我们之前所编写的MY_NVIC_Init函数实现就可以了。

4）编写中断服务函数

        在最后，还是要编写窗口看门狗的中断服务函数，通过该函数来喂狗，喂狗要快，否则当窗口看门狗计数器值减到0X3F的时候，就会引起软复位了。在中断服务函数里面也要将状态寄存器的EWIF位清空。

        完成了以上4个步骤之后，我们就可以使用STM32的窗口看门狗了。这一章的实验，我们将通过DS0来指示STM32是否被复位了，如果被复位了就会点亮300ms。DS1用来指示中断喂狗，每次中断喂狗翻转一次。

12.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

1）  指示灯DS0和DS1

2）  窗口看门狗

        其中指示灯前面介绍过了，窗口看门狗属于STM32的内部资源，只需要软件设置好即可正常工作。我们通过DS0和DS1来指示STM32的复位情况和窗口看门狗的喂狗情况。

12.3 软件设计

          这里，我们在之前的IWDG看门狗实例内增添部分代码来实现这个实验。首先打开上次的工程，然后在wdg.c加入如下代码（之前代码保留）：

//保存WWDG计数器的设置值,默认为最大.

u8 WWDG_CNT=0x7f;

//初始化窗口看门狗   

//tr   :T[6:0],计数器值

//wr   :W[6:0],窗口值

//fprer:分频系数（WDGTB）,仅最低2位有效

//Fwwdg=PCLK1/(4096*2^fprer).

void WWDG_Init(u8 tr,u8 wr,u8 fprer)

{    

       RCC->APB1ENR|=1<<11;       //使能wwdg时钟

       WWDG_CNT=tr&WWDG_CNT; //初始化WWDG_CNT.    

       WWDG->CFR|=fprer<<7;       //PCLK1/4096再除2^fprer

       WWDG->CFR&=0XFF80;     

       WWDG->CFR|=wr;                  //设定窗口值     

       WWDG->CR|=WWDG_CNT;      //设定计数器值

       WWDG->CR|=1<<7;               //开启看门狗     

       MY_NVIC_Init(2,3,WWDG_IRQChannel,2);//抢占2，子优先级3，组2    

       WWDG->SR=0X00;                    //清除提前唤醒中断标志位

       WWDG->CFR|=1<<9;          //使能提前唤醒中断

}

//重设置WWDG计数器的值

void WWDG_Set_Counter(u8 cnt)

{

       WWDG->CR =(cnt&0x7F);//重设置7位计数器

}

//窗口看门狗中断服务程序

void WWDG_IRQHandler(void)

{     

       WWDG_Set_Counter(WWDG_CNT);//重设窗口看门狗的值!        

       WWDG->SR=0X00;//清除提前唤醒中断标志位

       LED1=!LED1;

}

        新增的这三个函数都比较简单，第一个函数void WWDG_Init(u8 tr，u8 wr，u8 fprer)用来设置WWDG的初始化值。包括看门狗计数器的值和看门狗比较值等。该函数就是按照我们上面的4个思路设计出来的代码。注意到这里有个全局变量WWDG_CNT，该变量用来保存最初设置WWDG_CR计数器的值。在后续的中断服务函数里面，就又把该数值放回到WWDG_CR上。

WWDG_Set_Counter函数比较简单，就是用来重设窗口看门狗的计数器值的。该函数很简单，我们就不多说了。

        最后中断服务函数里面，先重设窗口看门狗的计数器值，然后清除提前唤醒中断标志。最后对LED0（DS0）取反，来监测中断服务函数的执行了状况。我们再把这几个函数名加入到头函数里面去，以方便其他文件调用。

        在完成了以上部分之后，我们就回到主函数，输入如下代码：

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

       LED0=0;

       delay_ms(300);       

       WWDG_Init(0X7F,0X5F,3); //计数器值为7f,窗口寄存器为5f,分频数为8      

      while(1)

       {

              LED0=1;                        

       } 

}

        该函数通过LED0(DS0)来指示是否正在初始化。而LED1(DS1)用来指示是否发生了中断。我们先让LED0亮300ms，然后关闭以用于判断是否有复位发生了。在初始化WWDG之后，我们回到死循环，关闭LED1，并等待看门狗中断的触发/复位。

       在编译完成之后，我们就可以下载这个程序到战舰STM32开发板上，看看结果是不是和我们设计的一样。

12.4 下载验证

        将代码下载到战舰STM32后，可以看到DS0亮一下之后熄灭，紧接着DS1开始不停的闪烁。每秒钟闪烁5次左右，和我们预期的一致，说明我们的实验是成功的。