STM32实战总结:HAL之看门狗
创始人
2024-02-27 11:34:14
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在由单片机构成的微型计算机系统中,单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环;或者因为用户配置代码出现BUG,导致芯片无法正常工作。出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的模块或者芯片,俗称“看门狗”(watchdog) 

简单说:看门狗的本质就是定时计数器,计数器使能之后一直在累加,而喂狗就是重新写入计数器的值,使计数器重新累加。

如果在一定时间内没有接收到喂狗信号(表示MCU已经挂了),便实现处理器的自动复位重启(发送复位信号)

 STM32中的看门狗

在STM32中的看门狗具体是什么样的呢?

STM32F10xxx内置两个看门狗,独立看门狗和窗口看门狗。

STM32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、窗口看门狗)可以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(仅适用窗口看门狗)或者产生系统复位。

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。因为是独立于主时钟的,所以这就是为什么被称为独立看门狗。

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。

注意二者的异同:

✔都是为了保证CPU程序在跑飞时可以进行处理;

✔IWDG比WWDG更精确,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;

✔窗口看门狗严格限定喂狗时间段,独立看门狗则是只要没有到时间,都能喂狗。

独立看门狗

根据内部看门狗时钟频率,装载寄存器定一个时间值,比如是1000,那么独立看门狗就会按照时钟频率,从1000开始向下每隔一个时钟周期减1,如果在减到0之前,你用程序代码重新向向下计数器里面写1000(喂狗),那么定时器会重新从1000开始向下递减。如果在减到0的时候,你还没有喂狗(用新的数值覆盖计数器),就会产生复位信号。

在51单片机中,就只有独立看门狗。

IWDG主要性能

● 自由运行的递减计数器

● 时钟由独立的RC振荡器提供(可在停止和待机模式下工作)

● 看门狗被激活后,则在计数器计数至0x000时产生复位

独立看门狗框图如下:

注意:

如果我们要做低功耗模式,就要关闭独立看门狗,因为停机或者待机模式下不会喂狗,但是独立看门狗仍然正常工作,会导致系统复位而退出低功耗模式。

MX配置

关键代码

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "MyApplication.h"/* Private define-------------------------------------------------------------*//* Private variables----------------------------------------------------------*//* Private function prototypes------------------------------------------------*/  
static void FeedDog(void);/* Public variables-----------------------------------------------------------*/
MyIWDG_t MyIWDG = 
{TRUE,FeedDog
};    /** @name   FeedDog* @brief  喂狗* @param  None* @retval None      
*/
static void FeedDog(void)
{HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
}
/********************************************************End Of File
********************************************************/

窗口看门狗

根据系统时钟频率,装载一个初始值到向下计数器(假设还是1000),并且设置一个窗口值(小于装载到计数器的初始值,假设是500),窗口看门狗一般会定死窗口下线值是64。计数器从1000开始向下减,在减到500之前(1000到500间),是不允许你去喂狗的,一旦喂狗,就会产生复位信号。只有计数器值减到穿窗口值之后(500到64),才允许你去喂狗。当计数器减到下限值(64到0之间),如果喂狗,也会产生复位信号,当减到0之后,自动产生复位信号。所以窗口看门狗实际上就是设置一个窗口(上下限),在这个范围内,你才允许你去喂狗,只要不在这个范围之内,都会复位。

窗口看门狗中断:

并且窗口看门狗还可以使能中断,如果使能了提前唤醒中断,系统出现问题,喂狗函数没有生效,那么在计数器由减到0x40  (0x3f+1)  的时候,便会先进入中断,之后才会复位,你也可以在中断里面喂狗 。

HAL库独立窗口狗函数库讲解:看门狗初始化:HAL_WWDG_Init(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);喂狗:HAL_WWDG_Refresh(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);看门狗中断处理函数:HAL_WWDG_IRQHandler(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg);看门狗中断回调函数:__weak HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(hwwdg);

MX配置

参数从上到下为:

  • 分频系数;
  • 窗口值;
  • 初始值;
  • 使能提前唤醒中断;

关键代码

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "MyApplication.h"/* Private define-------------------------------------------------------------*//* Private variables----------------------------------------------------------*//* Private function prototypes------------------------------------------------*/  
static void FeedDog(void);/* Public variables-----------------------------------------------------------*/
MyWWDG_t MyWWDG = 
{TRUE,FeedDog
};    /** @name   FeedDog* @brief  喂狗* @param  None* @retval None      
*/
static void FeedDog(void)
{HAL_WWDG_Refresh(&hwwdg);
}
/********************************************************End Of File
********************************************************/
/*** @name   HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback* @brief  窗口看门狗提前唤醒中断回调函数* @param  hwwdg : pointer to a WWDG_HandleTypeDef structure that contains*                the configuration information for the specified WWDG module.* @retval None*/
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{//喂狗if(MyWWDG.FeedDog_Flag == TRUE){printf("喂狗\r\n");MyWWDG.FeedDog();}
}

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