stm32f103 独立看门狗

发表于 2018-01-14 15:30:18 收藏 已收藏
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stm32f103 独立看门狗

发表于 2018-01-14 15:30:18

STM32的独立看门狗由内部专门的40Khz低速时钟驱动,即使主时钟发生故障,它也仍然有效。这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部RC时钟,所以并不是准确的40Khz,而是在30~60Khz之间的一个可变化的时钟,只是我们在估算的时候,以40Khz的频率来计算,看门狗对时间的要求不是很精确,所以,时钟有些偏差,都是可以接受的。

首先我们得讲解一下看门狗的原理。我们总结一下:

单片机系统在外界的干扰下会出现程序跑飞的现象导致出现死循环,看门狗电路就是为了避免这种情况的发生。看门狗的作用就是在一定时间内(通过定时计数器实现)没有接收喂狗信号(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)。

下面我们在了解几个与独立看门狗相关联的寄存器之后讲解怎么通过库函数来实现配置。

首先是键值寄存器IWDG_KR,该寄存器的各位描述如图所示:

stm32f103 独立看门狗

在键值寄存器(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,只要键寄存器 IWDG_KR 中被写入 0xAAAA, IWDG_RLR 中的值就会被重新加载到计数器中从而避免产生看门狗复位 。IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写保护功能。要修改这两个寄存器的值,必须先向IWDG_KR 寄存器中写入 0x5555。将其他值写入这个寄存器将会打乱操作顺序,寄存器将重新被保护。重装载操作(即写入 0xAAAA)也会启动写保护功能。

还有两个寄存器,一个预分频寄存器(IWDG_PR),该寄存器用来设置看门狗时钟的分频系数。另一个重装载寄存器。该寄存器用来保存重装载到计数器中的值。该寄存器也是一个 32位寄存器,但是只有低 12 位是有效的。

只要对以上三个寄存器进行相应的设置,我们就可以启动 STM32 的独立看门狗,启动过程可以按如下步骤实现(独立看门狗相关的库函数和定义分布在文件 stm32f10x_iwdg.h 和stm32f10x_iwdg.c 中) :

1)取消寄存器写保护(向 IWDG_KR 写入 0X5555)

通过这步,我们取消 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的写保护,使后面可以操作这两个寄存器,设置 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的值。这在库函数中的实现函数是:

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);

这个函数非常简单,顾名思义就是开启/取消写保护,也就是使能/失能写权限。

2)设置独立看门狗的预分频系数和重装载值

设置看门狗的分频系数的函数是:

void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //设置 IWDG 预分频值

设置看门狗的重装载值的函数是:

void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //设置 IWDG 重装载值

设置好看门狗的分频系数 prer 和重装载值就可以知道看门狗的喂狗时间 (也就是看门狗溢出时间) ,该时间的计算方式为:

Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40

其中 Tout 为看门狗溢出时间(单位为 ms) ;prer 为看门狗时钟预分频值(IWDG_PR 值),范围为 0~7;rlr 为看门狗的重装载值(IWDG_RLR 的值) ;

比如我们设定 prer 值为 4, rlr 值为 625,那么就可以得到 Tout=64×625/40=1000ms,这样,看门狗的溢出时间就是 1s,只要你在一秒钟之内,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)重载计数值喂狗(向 IWDG_KR 写入 0XAAAA)

库函数里面重载计数值的函数是:

IWDG_ReloadCounter(); //按照 IWDG 重装载寄存器的值重装载 IWDG 计数器

通过这句,将使 STM32 重新加载 IWDG_RLR 的值到看门狗计数器里面。 即实现独立看门狗的喂狗操作。

4) 启动看门狗(向 IWDG_KR 写入 0XCCCC)

库函数里面启动独立看门狗的函数是:

IWDG_Enable(); //使能 IWDG

通过这句,来启动 STM32 的看门狗。注意 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,所以在这里提醒大家,如果不用 IWDG 的话,就不要去打开它,免得麻烦。

通过上面 4 个步骤,我们就可以启动 STM32 的看门狗了,使能了看门狗,在程序里面就必须间隔一定时间喂狗,否则将导致程序复位。利用这一点,我们本章将通过一个 LED 灯来指示程序是否重启,来验证 STM32 的独立看门狗。

在配置看门狗后, DS0 将常亮,如果 WK_UP 按键按下,就喂狗,只要 WK_UP 不停的按,看门狗就一直不会产生复位,保持 DS0 的常亮,一旦超过看门狗定溢出时间(Tout)还没按,那么将会导致程序重启,这将导致 DS0 熄灭一次。我们要加入固件库看门狗支持文件 stm32f10x_iwdg.h 和stm32f10x_iwdg.c 文件。

wdg.c 里面的代码如下:

#include “wdg.h”

//初始化独立看门狗

//prer:分频数:0~7(只有低 3 位有效!)

//分频因子=4*2^prer.但最大值只能是 256!

//rlr:重装载寄存器值:低 11 位有效。

//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); //①使能对寄存器 I 写操作

IWDG_SetPrescaler(prer); //②设置 IWDG 预分频值:设置 IWDG 预分频值

IWDG_SetReload(rlr); //②设置 IWDG 重装载值

IWDG_ReloadCounter(); //③按照 IWDG 重装载寄存器的值重装载 IWDG 计数器

IWDG_Enable(); //④使能 IWDG

}

//喂独立看门狗

void IWDG_Feed(void)

{

IWDG_ReloadCounter();//reload

}

该代码就 2 个函数,void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)是独立看门狗初始化函数,就是按照上面介绍的步骤 1~4 来初始化独立看门狗的。该函数有 2 个参数,分别用来设置与预分频数与重装寄存器的值的。通过这两个参数,就可以大概知道看门狗复位的时间周期为多少了。其计算方式上面有详细的介绍,这里不再多说了。

void IWDG_Feed(void)函数,该函数用来喂狗,因为 STM32 的喂狗只需要向键值寄存器写

入 0XAAAA 即可,也就是调用 IWDG_ReloadCounter()函数,所以,我们这个函数也是简单的很。

头文件 wdg.h 的源码如下大家可以看下,这里我们就不列出来了。

接下来我们看看主函数 main 的代码。

在主程序里面我们先初始化一下系统代码,然后启动按键输入和看门狗,在看门狗开启后马山点亮 LED0(DS0) ,并进入死循环等待按键的输入,一旦 WK_UP 有按键,则喂狗,否则等待 IWDG 复位的到来。这段代码很容易理解,该部分代码如下:

int main(void)

{

delay_init(); //延时函数初始化

NVIC_Configuration(); //设置 NVIC 中断分组 2:2 位抢占优先级,2 位响应优先级

uart_init(9600); //串口初始化波特率为 9600

LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口

KEY_Init(); //按键初始化

delay_ms(500); //让人看得到灭

IWDG_Init(4,625); //与分频数为 64,重载值为 625,溢出时间为 1s

LED0=0; //点亮 LED0

while(1)

{

if(KEY_Scan(0)==KEY_UP)

{

IWDG_Feed(); //如果 WK_UP 按下,则喂狗

}

delay_ms(10);

};

}

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