STM32入门--看门狗

本文主要是介绍STM32入门--看门狗，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

        

目录

一、看门狗的通俗理解（整理）     

 二、看门狗代码位置

三、独立看门狗简介

四、IWBG功能描述

 初始化：

五、窗口看门狗简介

六、WWDG功能描述

一、看门狗的通俗理解（整理）     

   “看门狗定时器”是这样一种东西，从功能上说它可以让微控制器在意外状况下（比如软件陷入死循环）重新回复到系统上电状态，以保证系统出问题的时候重启一次。就跟我们现在用电脑一样，死机了你就按一下reset键重启一次电脑，看门狗就是负责干这个事儿的。“看门狗”就是一个计数器，由于位数有限计数器能够装的数值是有限的(比如8位的最多装256个数、16位的最多装65536个数)，从开启“看门狗”那刻起，它就开始不停的数机器周期，数一个机器周期就计数器加１，加到计数器盛不下了（术语叫溢出）就就产生一个复位信号，重启系统。

        明白了上面的原理，我们在设计程序时，先根据看门狗计数器的位数和系统的时钟周期算一下计满数需要的时间，就是说在这个时间内“看门狗”计数器是不会装满的，然后在这个时间内告诉它重新开始计数，就是把计数器清零，这个过程叫“喂狗”，这样隔一段时间喂一次狗，只要程序正常运行他就永远计不满，一旦出现死循环之类的故障，没有及时来清零计数器，就会导致装满了溢出，他就重启系统，这就是看门狗的看门原理，其实想想傻傻的、笨笨的。

　        个例子说：8051 单片机选用12MHz晶振，一个时钟周期为1us，如果“看门狗计数器”是16位的，最大计数65536个，那么从0开始计到65535需要约65ms，所以我们可以在程序的50ms左右清零一次计数器（“喂狗”），让他重新从0开始计，再过50ms，再清，……，这样下去只要程序正常运行，计数器永远不会计满，也就永远不会被“看门狗”复位。当然这个喂狗的时间是大家自己选的，只要不超过65ms，你选多少都可以，一般不要喂得太勤，这样单片机运行时间浪费了，比如你1ms喂一次就太勤了，也不要说那我65ms喂一次，这样太边缘，这样抗干扰能力就下降了，最好是留一定的余量，这个就是设计者自己掌握了，我一般是让计到90%左右就清一次。

　　每种单片机的“看门狗”实现方法不尽相同，但是原理都一样，而且“看门狗”都是启动了之后就不能被关闭，只能系统复位（重新断电在上电）才能关闭。设置“看门狗”的一般步骤如下：
　　1. 设置“看门狗”相关寄存器， 启动“看门狗”；
　　2.  隔一段时间清零一次，“喂狗”；
　　3. 如果程序正常，一直运行；如果程序出错，没有按时“喂狗”，“看门狗”就在溢出的时候复位系统。
　　对于我们用户来说，看门狗的时间是越长越好，这样可以节省更多的单片机资源，尤其是对时间要求精准的系统，如果执行过程中我们不停地“喂狗”，那么是比较浪费时间的。

看门狗与喂狗详解_看门狗喂狗-CSDN博客https://blog.csdn.net/qq_36389327/article/details/81509929    

！注意，不要在调试程序中，使看门狗电路有效，走走停停的调试会唤醒看门狗电路，复位系统而不能调试程序了。就是操作一些外设的时候有时候会概率卡死，比如sd卡什么的。或者用动态分配内存堆爆掉了，栈溢出了什么的。又或者是那个板子贴的时候某个器件有问题，mcu访问的时候会搞个hardfault出来。这时候咱们不能让它一直死在那吧。那就开个看门狗让他重启呗。总之就是解决实际工程中碰到的问题的。一般在研发阶段会关掉wdt以便debug，产品阶段打开wdt提高用户体验。
作者：知乎用户Aul19f
链接：https://www.zhihu.com/question/315309637/answer/1408945367
来源：知乎

        独立看门狗和低功耗模式，因为独立看门狗的时钟由 LSI 提供，因此可以工作在停止和待机模式下。

一文深度理解看门狗（WatchDog） - 知乎 (zhihu.com)https://zhuanlan.zhihu.com/p/654005577

  看门狗到底是什么？

​
看门狗其实是一种定时机制，
即在约定好的时间里，
发生了所谓的喂狗动作（重置计时器或者定时器），
那么就不会出现定时器溢出中断。​

        看门狗定时器（WDT，Watch Dog Timer）是单片机的一个组成部分，本质是一个递增（或者递减）的定时器，程序开始执行的时候，看门狗的值就开始递增或者由某固定值递减，到达设定的值的时候单片机就触发中断或者产生系统复位，重新运行。是用来监测单片机运行状态和解决程序引起的故障的模块

        "看门狗电路"实际就是个单稳态电路，用"看门狗"来形象地比喻，人要在规定的时间内去喂狗，否则，超过时间，狗饿了就会叫

        通俗来讲，看门狗可理解为“看门”。一切正常就不会叫，一旦出现异常,就会叫，从而将信息反馈给我们。简单理解，我设置了每天早上八点的闹钟，我每次都在七点五十分的时候醒来，提前把闹钟关了，手机闹钟就永远不会响，有一次喝醉了，睡到八点还没醒，手机闹钟就响了，强行让我醒来关闹钟。

        喂狗：就是触发看门狗，计数器会被刷新，重新开始计算。咬狗：当看门狗启动后，计数器开始自动计数，经过一定时间，计数器溢出就会对CPU产生一个复位信号使系统重启（俗称“被狗咬”）如果不想被狗咬，就需要不停地喂狗。

运行异常情况：

        一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位。

运行正常情况：

        如果程序运行正常，过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位（喂狗指令：程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的），重新开始计数。

看门狗在嵌入式系统中的作用是个什么？ - 知乎 (zhihu.com)https://www.zhihu.com/question/315309637

 二、看门狗代码位置

看门狗喂狗代码要加在哪里, 定时器吗?-电子芯吧客（www.icxbk.com）https://www.icxbk.com/ask/detail/19379.html#:~:text=%E9%80%9A%E5%B8%B8%E6%98%AF%E5%9C%A8%E5%89%8D%E5%90%8E%E5%8F%B0%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%90%8E%E5%8F%B0%EF%BC%8C%E4%B9%9F%E5%B0%B1%E6%98%AFmain%E5%87%BD%E6%95%B0%E7%9A%84%E4%B8%BB%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E4%B8%AD%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E5%96%82%E7%8B%97%E3%80%82,%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%20%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E4%B8%AD%E7%9A%84%E4%B8%BB%E5%87%BD%E6%95%B0main%E4%B8%AD%E9%80%9A%E5%B8%B8%E4%BC%9A%E6%9C%89for%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E6%88%96%E8%80%85while%E5%BE%AA%E7%8E%AF%EF%BC%8C%E6%9D%A5%E9%87%8D%E5%A4%8D%E6%89%A7%E8%A1%8C%E6%9F%90%E4%BA%9B%E8%AF%AD%E5%8F%A5%EF%BC%8C%E8%AE%A1%E7%AE%97%E5%A5%BD%E6%AF%8F%E6%AC%A1%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%A4%A7%E6%97%B6%E9%97%B4%E9%97%B4%E9%9A%94%EF%BC%8C%E7%9C%8B%E9%97%A8%E7%8B%97%E7%9A%84%E5%A4%8D%E4%BD%8D%E6%97%B6%E9%97%B4%E8%AE%BE%E7%BD%AE%E7%9A%84%E5%A4%A7%E4%BA%8E%E6%AF%8F%E6%AC%A1%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E7%9A%84%E6%9C%80%E5%A4%A7%E6%97%B6%E9%97%B4%E9%95%BF%E5%BA%A6%EF%BC%8C%E5%9C%A8%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E4%B8%AD%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E5%96%82%E7%8B%97%EF%BC%8C%E5%B0%B1%E8%83%BD%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E7%9C%8B%E9%97%A8%E7%8B%97%E7%9A%84%E7%AE%80%E5%8D%95%E5%BA%94%E7%94%A8%E4%BA%86%E3%80%82

主程序一般有个无限循环while(1){...}
WDT初始化程序应该放在这个循环的前面；喂狗程序一般放在这个循环内部。如：void main(void){//其他初始化程序...Init_WDT;while(1){Feed_Dog;//doing your jog};}

void Feed_Fwdtg(void)
{gpio_bit_toggle(GPIOE,GPIO_PIN_1);fwdgt_counter_reload();
}

gpio_bit_toggle(GPIOE,GPIO_PIN_1); 
操作是通过 GPIO 操作在 GPIOE 的第1引脚进行电平反转，即将引脚的当前电平状态取反。
这样的操作实际上是一种喂狗的机制。硬件看门狗定时器通常在每次计数到特定值时，就会引起系统复位，除非在特定的时间内有信号告诉硬件看门狗“我还活着”。
这个信号通常就是喂狗，即重新加载看门狗计数器，防止它达到复位阈值。在这里，通过 gpio_bit_toggle 操作，每次调用 Feed_Fwdtg 函数时，都会对 GPIOE 的第1引脚的电平进行反转，实现一个周期性的信号变化。
这样，硬件看门狗就能够检测到这个信号变化，知道系统仍在运行，从而不会引发复位。

fwdgt_counter_reload() 函数的目的是重新加载硬件看门狗（FWDGT）的计数器。
在硬件看门狗中，计数器是一个递减的值，当它减到零时，会引起系统复位。在典型的硬件看门狗使用中，你通常需要在一个定期的时间间隔内调用 fwdgt_counter_reload() 函数，以防止硬件看门狗计数器达到零导致系统复位。
这样的调用通常在一个定时器中断服务程序中，或者在主程序中的循环中。

三、独立看门狗简介

        STM32F10xxx内置两个看门狗，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(独立看门狗和窗口看门狗)可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(仅适用于窗口型看门狗)或产生系统复位。

        独立看门狗(IWDG)由专用的低速时钟(LSI)驱动，即使主时钟发生故障它也仍然有效。窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动，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的操作。

        IWDG最适合应用于那些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较低的场合。WWDG最适合那些要求看门狗在精确计时窗口起作用的应用程序。

四、IWBG功能描述

        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，只要在键寄存器IWDG_KR中写入0xAAAA， IWDG_RLR中的值就会被重新加载到计数器，从而避免产生看门狗复位 。

独立看门狗框图

         键寄存器：本质就是个控制寄存器，在可能存在干扰的情况下，一般通过在整个键寄存器写入特定值来代替控制寄存器写入一位的功能，以降低硬件电路受到干扰的概率。

写入键寄存器的值	作用
0xCCCC	启用独立看门狗
0xAAAA	IWDG_RLR中的值重新加载到计数器（喂狗）
0x5555	解除IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护
0x5555之外的其他值	启用IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护

     

   这些时间是按照40kHz时钟给出。实际上，MCU内部的RC频率会在30kHz到60kHz之间变化。此外，即使RC振荡器的频率是精确的，确切的时序仍然依赖于APB接口时钟与RC振荡器时钟之间的相位差，因此总会有一个完整的RC周期是不确定的。

 计算公式：

 注意：只有这几个预分频因子可选择。

 初始化：

        不用开启时钟

         但是需要解除写保护

0x5555	解除IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护
0x5555之外的其他值	启用IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护

        IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);    //独立看门狗写使能

         根据步骤再设置预分频值以及重装载值，最后使能即可。

         IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_16);            //设置预分频为16

        IWDG_SetReload(2499);   //设置重装值为2499，独立看门狗的超时时间为1000ms

         IWDG_ReloadCounter();                            //重装计数器，喂狗

            IWDG_Enable();                                    //独立看门狗使能

五、窗口看门狗简介

        窗口看门狗通常被用来监测，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寄存器数值之前，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。

       窗口看门狗是可编程的自由运行递减计数器 。

        条件复位 ─ 当递减计数器的值小于0x40，(若看门狗被启动)则产生复位。 ─ 当递减计数器在窗口外被重新装载，(若看门狗被启动)则产生复位。 如果启动了看门狗并且允许中断，当递减计数器等于0x40时产生早期唤醒中断(EWI)，它可以被用于重装载计数器以避免WWDG复位。

电路逻辑门图形符号汇总_八种逻辑门电路符号-CSDN博客https://blog.csdn.net/rwrsgg/article/details/106849011

六、WWDG功能描述

        如果看门狗被启动(WWDG_CR寄存器中的WDGA位被置’1’)， 并且当7位(T[6:0])递减计数器从0x40翻转到0x3F(T6位清零)时（意思就是从1000000--64--0x40变成了0111111 -- 63 --0x3F），

        则产生一个复位。如果软件在计数器值大于窗口寄存器中的数值时重新装载计数器，将产生一个复位。

         WDGA位置1，与门的另外一路，只有输入1才能产生复位，故之后的或门入口必须有一位是1，当T6位从1变成0，那么对其取反就是1，那么该或门就会输出1，发生复位。因为是或门，所以任意一路输入1都可以复位。

        递减计数器T[6:0]的值小于0x40时，WWDG产生复位；

        递减计数器T[6:0]在窗口W[6:0]外被重新装载时，WWDG产生复位；

        递减计数器T[6:0]等于0x40时可以产生早期唤醒中断（EWI），用于重装载计数器以避免WWDG复位；

[  (GD32A50x)配置寄存器（WWDGT_CFG）中的WIN[6:0]位用来设定窗口值。当计数器的值小于窗口值，且大于0x3F的时候，重装载向下计数器可以避免复位，否则在其他时候进行重加载就会引起复位。对WWDGT_CFG寄存器的EWIE位置1可以使能提前唤醒中断（EWI），当计数值达到0x40的时候该中断产生。同时可以用相应的中断服务程序（ISR）来触发特定的行为（例如通信或数据记录），来分析软件故障的原因以及在器件复位的时候挽救重要数据。此外，在ISR中软件可以重装载计数器来管理软件系统检查等。在这种情况下，窗口看门狗定时器将永远不会复位
但是可以用于其他地方。]

        定期写入WWDG_CR寄存器（喂狗）以避免WWDG复位,因为是与门，只要写入0就不会进入复位。；

                  TWWDG = TPCLK1 × 4096 × WDGTB预分频系数 × (T[5:0] + 1)

                1/36*4096*1 = 113us -- 1/36*4096*64 = 7.28ms

                  TWIN = TPCLK1 × 4096 × WDGTB预分频系数 × (T[5:0] - W[5:0])

 

	IWDG独立看门狗	WWDG窗口看门狗
复位	计数器减到0后	计数器T[5:0]减到0后、过早重装计数器
中断	无	早期唤醒中断
时钟源	LSI（40KHz）	PCLK1（36MHz）
预分频系数	4、8、32、64、128、256	1、2、4、8
计数器	12位	6位（有效计数）
超时时间	0.1ms~26214.4ms	113us~58.25ms
喂狗方式	写入键寄存器，重装固定值RLR	直接写入计数器，写多少重装多少
防误操作	键寄存器和写保护	无
用途	独立工作，对时间精度要求较低	要求看门狗在精确计时窗口起作用

这篇关于STM32入门--看门狗的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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