stm32看门狗_STM32实例独立看门狗(IWDG)实验

stm32看门狗_STM32实例独⽴看门狗(IWDG)实验
我们来学习下 STM32F1 的独⽴看门狗(以下简称 IWDG)。STM32F1内部⾃带了两个看门狗,⼀个是独⽴看门狗 IWDG,另⼀个是窗⼝看门狗 WWDG,本章只介绍独⽴看门狗 IWDG,窗⼝看门狗 WWDG 会在后⾯章节介绍。要实现的功能是:通过 K_UP 按键进⾏喂狗,喂狗的时候 D2 指⽰灯点亮,超过喂狗时间产⽣复位后 D2 指⽰灯熄灭,同时使⽤ D1 指⽰灯闪烁表⽰系统运⾏。
IWDG 简介
STM32F1 芯⽚内部含有两个看门狗外设,⼀个是独⽴看门狗 IWDG,另⼀个是窗⼝看门狗 WWDG。两个看门狗外设(独⽴和窗⼝)均可⽤于检测并解决由软件错误导致的故障。独⽴看门狗简单理解其实就是⼀个 12 位递减计数器,当计数器从某⼀个值递减到 0 时(如果看门狗已激活),系统就会产⽣⼀次复位。如果在计数器递减到 0 之前刷新了计数器值,那么系统就不会产⽣复位。这个刷新计数器值过程我们称之为“喂狗”。看门狗功能由 VDD 电压域供电,在停⽌模式和待机模式下仍能⼯作。
IWDG 结构框图
要更好的理解独⽴看门狗,就需要了解它内部的结构,IWDG结构框图如下图所⽰。
我们把 IWDG 结构框图分成6 个⼦模块,按照顺序依次进⾏简单介绍。
(1)标号 1:IWDG时钟
铜管对流散热器独⽴看门狗(IWDG)由其专⽤低速时钟 (LSI) 驱动,因此即便在主时钟发⽣故障时仍然保持⼯作状态。在前⾯介绍时钟树时,我们就讲解过LSI,其频率⼀般在 30-60KHz 之间,通常选择 40KHz 作为 IWDG 时钟。由于 LSI 的时钟频率并不⾮常精确,所以独⽴看门狗只适⽤于对时间精度要求⽐较低的场合。
(2)标号 2:预分频器寄存器
LSI 时钟并不是直接提供给计数器时钟,⽽是通过⼀个 8 位预分频寄存器IWDG_PR 分频后输⼊给计
数器时钟。我们可以操作
IWDG_PR 寄存器来设置分频因⼦,分频因⼦可以为 4、8、16、32、64、128、256。
分频后的计数器时钟为:CK_CNT= 40/ 4*2^PRE,PRE 为预分频系数(0-6),4*2^PRE ⼤⼩就是 4、8、16、32、64、128、256 值。每经过⼀个计数器时钟,计数器就减 1。
(3)标号 3:计数器
独⽴看门狗的计数器是⼀个 12 位的递减计数器,计数最⼤值为 0XFFF,当递减到 0 时, 会产⽣⼀个复位信号, 让系统重新启动运⾏, 如果在计数器减到 0之前刷新了计数器值的话,就不会产⽣复位信号,这个刷新计数器值过程我们称之为“喂狗”。
(4)标号 4:重装载寄存器
重装载寄存器是⼀个 12 位的寄存器,⾥⾯装着要刷新到计数器的值,这个值的⼤⼩决定着独⽴看门狗的溢出时间。溢出时间Tout =
(4*2^pre) / 40 * rlr(ms),pre 是预分频器系数(0-6),rlr 是重装载寄存器的值,公式内的40 是独⽴看门狗的时钟。
⽐如设置 pre=4,rlr=800,那么独⽴看门狗溢出时间是 1280ms,也就是说如果在1280ms 内没有进⾏喂狗,那么系统将进⾏重启,即程序重新开始运⾏。
(5)标号 5:密钥寄存器
密钥寄存器(IWDG_KR)也称为关键字寄存器或键寄存器。此寄存器可以说是 IWDG的⼀个控制寄存器。往该寄存器写⼊三种值会有三种控制效果:
1.写⼊ 0X5555,由于 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保护。若要修改寄存器,必须⾸先对 IWDG_KR 寄存器写⼊代码
0x5555。若写⼊其他值将重启写保护。
2.写⼊ 0XAAAA,把 IWDG_RLR 寄存器内值重装载到计数器中。
3.写⼊ 0XCCCC,启动 IWDG 功能。此⽅式属于软件启动,⼀旦开启独⽴看门狗,它就关不掉,只有复位才能关掉。
(6)标号 6:状态寄存器
usb 声卡
状态寄存器 IWDG_SR 只有位 0:PVU 和位 1:RVU 有效,这两位只能由硬件操作。RVU:看门狗计数器重装载值更新,硬件置 1 表⽰重装载值的更新正在进⾏中,更新完毕之后由硬件清 0。PVU: 看门狗预分频值更新,硬件置 1表⽰预分频值的更新正在进⾏中,当更新完成后,由硬件清 0。所以只有当RVU/PVU 等于 0 的时候才可以更新重装载寄存器/预分频寄存器。
由于篇幅限制,本章并没有对相关寄存器进⾏介绍,⼤家可以参考
《STM32F10x 中⽂参考⼿册》-17独⽴看门狗(IWDG)章节,⾥⾯有详细的讲解。如果看不懂的可以暂时放下,因为我们使⽤的是库函数开发。
IWDG 配置步骤
接下来我们介绍下如何使⽤库函数对 IWDG 进⾏配置。这个也是在编写程序中必须要了解的。具体步骤如下:(IWDG 相关库函数在
stm32f10x_iwdg.c 和stm32f10x_iwdg.h ⽂件中)
(1)开启寄存器访问(给IWDG_KR 寄存器写⼊ 0X5555)
通过前⾯内容的介绍我们知道 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保护。若要修改寄存器,
必须⾸先对 IWDG_KR寄存器写⼊代码 0x5555,如果写⼊其他的值将重新开启写保护。在库函数中实现函数如下:
IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //取消寄存器写保护
这个函数⾮常简单,⾥⾯的参数就是⽤来使能或失能写访问,即开启或关闭写访问。
(2)设置 IWDG 预分频系数和重装载值
设置 IWDG 预分频系数函数为:
void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //设置 IWDG 预分频值
设置 IWDG 重装载值函数为:
void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //设置 IWDG 重装载值
设置好 IWDG 的分频系数 pre 和重装载值就可以知道独⽴看门狗的喂狗时
间,也就是看门狗溢出时间,该时间的计算公式前⾯已经介绍,公式如下:
Tout = (4*2^pre) / 40 * rlr其中 Tout 为独⽴看门狗溢出时间,单位是 ms。pre 是预分频器系数(0-6),rlr 是重装载寄存器的值,公式内的 40 是独⽴看门狗的时钟。
⽐如设置 pre=4,rlr=800,那么独⽴看门狗溢出时间是 1280ms,只要你在1280ms 之内,有⼀次写⼊ 0XAAAA 到 IWDG_KR,就不会导致看门狗复位(当然写⼊多次也是可以的)。这⾥需要提醒⼤家的是,看门狗的时钟不是准确的40Khz,所以在喂狗的时候,最好不要太晚了,否则,有可能发⽣看门狗复位。
(3)重载计数器值(喂狗)(给 IWDG_KR 寄存器写⼊ 0XAAAA)
重载计数器值(喂狗)库函数是:
saba-018IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值
此函数功能是将 IWDG_RLR 寄存器内值重新加载到独⽴看门狗计数器内,实现喂狗操作。
(4)开启 IWDG(给IWDG_KR 寄存器写⼊ 0XCCCC)
要使⽤独⽴看门狗,我们还需要打开它,开启 IWDG 的库函数是:
IWDG_Enable(); //打开独⽴看门狗
这⾥提醒下⼤家:IWDG 在⼀旦启⽤,就不能再被关闭,想要关闭,只能重启,并且重启之后不能打开 IWDG,否则问题依旧存在。所
以如果不⽤ IWDG 的话,就不要去打开它,免得⿇烦。
通过以上⼏步配置好后,我们就可以正常使⽤独⽴看门狗了,我们需要在规定的时间内喂狗,否则系统即会重新启动。
硬件设计
由于 IWDG 是 STM32F1 内部资源,因此本硬件电路⾮常简单,只有 LED 指⽰灯、K_UP 按键连接,其对应的电路图在前⾯章节中都
有介绍,这⾥就不多说。
D1 指⽰灯⽤来提⽰系统运⾏, D2 指⽰灯⽤来作为喂狗和系统重启时的提⽰, K_UP按键⽤来喂狗操作,喂狗时 D2指⽰灯亮,喂狗失
败系统重启,D2指⽰灯灭。
所要实现的功能是:通过 K_UP 按键进⾏喂狗, 喂狗的时候 D2 指⽰灯亮,同时串⼝输出“喂狗”提⽰信息,超过喂狗时间系统重启
D2 指⽰灯灭,同时串⼝输出“复位系统”提⽰信息,同时使⽤ D1 指⽰灯闪烁表⽰系统运⾏。程序框架如下:
(1)初始化 IWDG(开启IWDG,设置溢出时间)
(2)编写主函数
在前⾯介绍 IWDG 配置步骤时,就已经讲解如何开启 IWDG、设置溢出时间。下⾯我们打开“独⽴看门狗实验”⼯程,在 APP⼯程组中
可以看到添加了 iwdg.c ⽂件,在 StdPeriph_Driver ⼯程组中添加了stm32f10x_iwdg.c 库⽂件。独⽴看门狗操作的库函数都放在
stm32f10x_iwdg.c和 stm32f10x_iwdg.h ⽂ 件 中 , 所 以 使 ⽤ 到 独 ⽴ 看 门 狗 就 必 须 加 ⼊stm32f10x_iwdg.c ⽂件,同时还要
包含对应的头⽂件路径。
IWDG 初始化函数
要使⽤ IWDG,我们必须先对它进⾏配置。IWDG 初始化代码如下:
/***************************************************************** 函数名 : IWDG_Init* 函数功能 : IWDG 初始化* 输⼊ : pre:预分频系数(0-6)        rlr:重装载值(12 位范围 0xfff)
在IWDG_Init()函数中,⾸先打开 IWDG 写访问,设置 IWDG 的预分频系数和重装载值,然后将重装载寄存器中的值加载到独⽴看门狗
计数器中,最后开启独⽴看门狗。这⼀过程在前⾯步骤介绍中已经提了。
IWDG_Init()函数有两个参数,⽤来设置 IWDG 的分频系数和重装载值,⽅便⼤家修改独⽴看门狗溢出时间。
主函数
编写好独⽴看门狗初始化函数后,接下来就可以编写主函数了,代码如下:
/****************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 ⼊ : ⽆
* 输 出 : ⽆
*****************************************************************/
int main()
{
u8 i=0;
SysTick_Init(72);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级
分组 分2 组
LED_Init();
USART1_Init(9600);
KEY_Init();黑发液
IWDG_Init(4,800); //只要在 1280ms 内进⾏喂狗就不会复位系统
led2=1;
printf("复位系统\r\n");
无油涡旋机while(1)
{
if(KEY_Scan(0)==KEY_UP)
{
IWDG_FeedDog();//喂狗
led2=0;
printf("喂狗\r\n");
开心果开口机}
i++;
if(i%20==0)
{
led1=!led1;
}
delay_ms(10);
}
}
主函数实现的功能很简单,⾸先调⽤之前编写好的硬件初始化函数,包括SysTick 系统时钟,中断分组,LED 初始化等。然后调⽤我们前⾯编写的 IWDG初始化函数,这⾥我们设定预分频系数为 4,重装载值为800,独⽴看门狗溢出时间即为 1280ms。然后熄灭 D2 指⽰灯,同时通过 printf 函数输出⼀串字符提⽰。最后进⼊ while 循环语句,不断让 D1 指⽰间隔 200ms 闪烁,同时不断检测K_UP按键是否按下,如果按键按下进⾏喂狗,同时 D2 指⽰灯亮,串⼝输出“喂狗”信息,如果在独⽴看门狗溢出时间前没有喂狗,也就是说在
1280ms 内没有按下 K_UP 按键,系统将复位,此时 D2 指⽰灯灭,串⼝输出“复位系统”信息。
其中调⽤了 IWDG_FeedDog()函数,这个是我们⾃⼰封装的⼀个函数,⾥⾯就是⼀个喂狗函数:
IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值
将⼯程程序编译后下载到开发板内,可以看到 D1 指⽰灯不断闪烁,表⽰程
序运⾏。按下 K_UP 按键,D2 指⽰灯亮,同时串⼝输出“喂狗”,如果在 1280ms内还未按下按键,D2 指⽰灯灭,同时串⼝输出“复位系统”。如果想在串⼝调试助⼿上看到输出信息,可以打开“串⼝调试助⼿”,⾸先勾选下标号 1 DTR 框,然后再取消勾选。这是因为此串⼝助⼿启动时会把系统复位住, 通过 DTR 状态切换下即可。然后设置好波特率等参数后,串⼝助⼿上即会收到 printf 发送过来的信息。
(前提⼀定要连接好线路,USB线⼀端连接电脑,另⼀端连接开发板“USB 转串⼝模块”上的 USB 下载⼝。先勾选下标号 1 DTR 框,然后再取消勾选)如下图所⽰:

本文发布于:2024-09-21 13:37:47,感谢您对本站的认可!

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