独立看门狗和窗口看门狗的具体区别和配置方法
2021-05-25

STM32单片机的看门狗有独立看门狗和窗口看门狗之分,这两者的工作原理却完全不同,今天来看一下他们的具体区别和配置方法。


▍STM32独立看门狗
由专门的低速时钟(LSI)驱动,即便是主时钟发生故障它仍能够有效,所以此狗狗可以工作在与主时钟无关的要求下,或者待机模块下等,所以它叫独立看门狗,注意一旦开启此看门狗则只能由MCU复位后才清除,让它不再工作。
它的时钟是一个内部RC时钟,它会在30KHZ到60KHZ之间变化,并非是精确的40KHZ,而只是一般计算时取40KHZ。
独立看门狗需设置四个寄存器如下:

其中,预分频寄存器(IWDG_PR),最低三位PR[2:0](Prescaler divider)有效,可设置有8种不同的计数器时钟预分频因子。

重装载寄存器(IWDG_RLR)低12位RL[11:0]: 看门狗计数器重装载值 (Watchdog counter reload value) 有效,用来设置计数器的重装载值。
注意要设置以上两个寄存器的值需满足两个条件,详见如下:
键寄存器(IWDG_KR),用来控制去除IWDG_PR和IWDG_RLR写保护功能以便正常写值,向此寄存器写入0x5555则暂时去除IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护功能才可向两个寄存器中写值。
当向此寄存器写入0xAAAA则IWDG_RLR的值会重装载,防止MCU复位,向入0xCCCC是开启狗立看门狗动作。
状态寄存器(IWDG_SR)最低两位有效RVU: 看门狗计数器重装载值更新 (Watchdog counter reload value update) 标识位和PVU: 看门狗预分频值更新 (Watchdog prescaler value update) 标识位,分别用来指示此时是否可向IWDG_RLR  和 IWDG_PR写值,此寄存器由硬件置1与清0,只有当为0时才可向上面两个寄存器写值。
它的初始化过程大致如下 : 
//时间计算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40 (ms) void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)
{       
        IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); 
         IWDG_SetPrescaler(prer);   
         IWDG_SetReload(rlr); 
         IWDG_ReloadCounter();      
         IWDG_Enable(); 
}


喂狗可通过调用如下函数进行:


IWDG_ReloadCounter();//reload
另外要注意不要使用硬件时钟中断喂狗,因为硬件时钟中断一般都有较高优先级且独立于主控程序,这样有时会出现主控程序虽然跑飞了,但仍能够正常喂狗的现象。
独立看门狗能够在一定程度上监控着程序正常运行,然而我认为更加强大,应用更灵活及更能保证程序稳定运行的还属窗口看门狗,虽然它开始时不太好理解。
STM32窗口看门狗
共三个寄存器,如下图:


看似简单,但设置及应用起来有不少玄机。

控制寄存器(WWDG_CR)中的值必须在0xFF与0xC0之间, 因为它的第0至第6位为递减计数器CNT,在它的第6位变为0时将产生复位,所以在初始化时需要为1,第7位WDGA是用来设置启动或禁止窗口看门狗的,当为1进才会启动窗口看门狗,所以第6和第7位都需为1,即WWDG_CR 的值需要大于等于0xC0 。
配置寄存器(WWDG_CFR) 第0至第6位 是设置窗口边界值用的,只有当递减计数器CNT的值小于边界值时才可以喂狗,过早不行,狗还不饿,撑死了。
并且7位递减计数器CNT减少到0x3F时即T6位变为0,此时MCU也会复位,过晚了,狗饿死了。
所以必须在指定的时间范围喂狗,过早或过晚都将产生复位,而这样设计可以减少软件跑飞了却仍能够歪打正着地喂狗的发生概率。
状态寄存器(WWDG_CFR) 只用到了第0位,EWIF(Early wakeup interrupt flag )是提前唤醒中断标识,当递减计数器CNT的值到达0X40(若再减少一次则T6位变为0,产生复位)时此位由硬件置1,且需用软件清0,注意无论中断是否使能此位都会被硬件置1。
而提前唤醒中断使能设置是在配置寄存器(WWDG_CFR)第9位EWI(Early wakeup interrupt),此位需由软件置1,则会在当递减计数器CNT的值到达0X40时产生中断,并且与EWIF不同,此位是由硬件清0。
另外控制寄存器(WWDG_CR)中第7位WDGA(Activation bit)激活位,需用软件来置1,以启动窗口看门狗,并且一旦启动后,只能在复位或重启后由硬件来清0。
配置寄存器(WWDG_CFR)的第8位和第7位WDGTB[1:0]用来设置时基(Timer base)预分频数。

 以上描述可参考下图以更清晰的理解:

窗口看门狗应用时还要注意算准最小与最大喂狗时间,以便正确地喂狗,如下:


在PCLK1频率为36MHz 时,则

上窗口时间:T_min = 4096 * (2^WDGTB)*(WWDG_CR[6:0] - WWDG_CFR[6:0])/36 (us) 下窗口时间:T_max = 4096 * (2^WDGTB)*(WWDG_CR[6:0] - 0x40)/36 (us) 。
喂狗动作需在这段时间之间进行,而喂狗动作为向控制寄存器(WWDG_CR)中写值。
窗口看门狗中断函数void WWDG_IRQHandler(void);是用来做什么的呢。
窗口看门狗中断函数是在递减计数器减少到0x40是被调用,因为它本身计数就比较慢,所以离数到0x3F复位还有一段时间,我认为这样设计是为MCU复位之前留下一点时间,能够使工程设计人员根据需要在中断函数保存一些重要的数据,这样在复位后MCU可知道系统因异常复位的某此状态,以使系统有更高稳定性。
并且我觉得在窗口看门狗中断函数中喂狗没有什么意义,程序本来已经不按正常运行了,还在中断函数中喂狗防止复位只会错上加错,不好好利用它干点正事, 更是浪费资源。
这点上我个人认为不要被点原子示例代码误导哦,但其还是有部分借鉴意义的,以下为初始化相关代码:
  //窗口看门狗中断服务设置程序     void WWDG_NVIC_Init()     {
      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);      
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQn;       //WWDG 中断       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2//抢占2 子优先级3 组2       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;    //抢占2,子优先级3,组2       NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                       //NVIC 初始化     }
//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,u32 fprer)
    {
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE); // WWDG 时钟使能       WWDG_CNT=tr&WWDG_CNT;      //初始化WWDG_CNT.       WWDG_SetPrescaler(fprer);        //设置IWDG 预分频值       WWDG_SetWindowValue(wr);       //设置窗口值       WWDG_Enable(WWDG_CNT);       //使能看门狗,设置counter       WWDG_ClearFlag();               //清除提前唤醒中断标志位 (注:若没有此句则会在初始化后先进入中断一次)       WWDG_NVIC_Init();               //初始化窗口看门狗NVIC       WWDG_EnableIT();                //开启窗口看门狗中断 }


以上代码朋友们也可以跳到库函数代码中自己研究下,另外要说明下的是WWDG_EnableIT(); 函数相关代码


#define CFR_EWI_BB        (PERIPH_BB_BASE + (CFR_OFFSET * 32) + (EWI_BitNumber * 4))

用到位带操作,具体理解可参照《Cortex-M3权威指南》第五章的位带操作相关介绍(具体89页)。 

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
热门推荐
  • 相关技术文库
  • 单片机
  • 嵌入式
  • MCU
  • STM
  • ARM Cortex系列处理器知识点汇总

    最近因为要为芯片选定核,所以就在了解哪些核合适且性价比好,这是一个需要结合产品各类技术、市场分析的活,看似简单却还是需要一些储备的,今天选了一篇ARM Cortex系列的科普文章与大家分享。 众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。AR

    05-11
  • 你的CPU属于哈佛结构还是冯诺依曼结构?

    现代的CPU基本上归为冯诺伊曼结构(也称普林斯顿结构)和哈佛结构。 冯洛伊曼结构就是我们所说的X86架构,而哈佛结构就是ARM架构。一个广泛用于桌面端(台式/笔记本/服务器/工作站等),一个雄踞移动领域,我们的手持设备(平板\手机用的大多就是他了)。 01

    05-10
  • 如何批量修改MCU封装管脚定义

    在做产品开发时,为了缩短研发周期,我们一般都是直接找来参考设计做参考。这些参考资料要么是来自原厂的,要么是来自方案商的。  接触过这么多的参考设计资料,发现大部分的资料都有一个通病,就是不少MCU的PIN脚定义都只是标出IO口的定义,其它复用​​​​功能

    05-08
  • MCU为什么要消抖动

    简单的说,进入了电子,不管是学纯模拟,还是学单片机,DSP、ARM等处理器,或者是我们的FPGA,一般没有不用到按键的地方。按键:人机交互控制,主要用于对系统的控制,信号的释放等。因此在这里,FPGA上应用的按键消抖动,也不得不讲! 一、为什么要消抖动 在

    05-07
  • 51单片机的ISP下载知识

    本文详细介绍了串口、51单片机的ISP下载等基础知识,已经学过单片机的也可以看看,加强一下对这方面的了解。 串口 串行接口简称串口,也称串行通信接口,是采用串行通信方式的扩展接口。 我们比较熟悉的USB接口,全名通用串行总线(Universal Serial BUS),就

    05-06
  • 硬件开发如何选择合适的MCU

    点击上方关注我们! 我在做硬件开发时,如果遇到的是一个新产品,新项目,之前没有做过的,没有任何的经验,在选MCU时,我一般是这样操作的。 首先,根据产品的需求,整理出一份硬件规格。比如,电源管理,传感器接口,人机交互接口等。 然后,整理出整个原理

    05-06
  • 单片机的功耗怎么算的?

    单片机的功耗是非常难算的,而且在高温下,单片机的功耗还是一个特别重要的参数。暂且把单片机的功耗按照下面的划分。 暂且把单片机的功耗按照下面的划分。 1.内部功耗(与频率有关) 2.数字输入输出口功耗 2.1输入口 2.2输出高 2.3输出低 3.模拟输入口功耗从

    05-07
  • 嵌入式工程师必备工具:I2C和SPI总线协议

    IIC vs SPI 现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见IIC (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips(for IIC)和Motorola(for SPI) 出于不同背景和市场需求

    04-30
  • 嵌入式面试注意事项

    找工作也是一门技能,有的人很快就找到自己喜欢的工作,有的人找了很久也没找到合适的工作。 下面给大家分享几点找工作过程中存在的“潜规则”内容。 1、面试的本质不是考试,而是告诉面试官你会做什么 经验不够的小伙伴特别容易犯的一个错误,不清楚面试官到

    04-29
  • 为什么需要RTOS?

    很多单片机初学者都是从裸机开始的,裸机确实也能开发出好的产品,但作为一个嵌入式软件工程师,如果只能用裸机开发产品,那肯定是不够的。 要从裸机的思维转变到RTOS的思维,其实需要一个过程,而且开始的一段时间会很痛苦。但过一段时间理解了一些内容,能

    04-28
  • 使用RTOS的8个理由

    嵌入式系统中,有很多方式实现任务调度。功能有限的小系统中,无限循环足够实现系统功能。当软件设计变得庞大且复杂时,设计师应该考虑使用实时操作系统。 下面给大家分享使用RTOS的8个理由: 1.硬实时响应 基于优先级抢占的RTOS,根据任务的实时需求,执行优

    04-26
  • 单片机延时程序,Keil C编译器实现

    应用单片机的时候,经常会遇到需要短时间延时的情况。需要的延时时间很短,一般都是几十到几百微妙(us)。有时候还需要很高的精度,比如用单片机驱动 DS18B20的时候,误差容许的范围在十几us以内,不然很容易出错。这种情况下,用计时器往往有点小题大做。而

    04-26
下载排行榜
更多
广告
X
广告