【STM32】独立看门狗概述、寄存器、库函数（IWDG一般步骤）

STM32F1xx官方资料：

《STM32中文参考手册V10》-第17章 独立看门狗

 

独立看门狗概述

看门狗的定义

 在由单片机构成的微型计算机系统中，由于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；或者程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果。所以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) 。

简单点说：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）。

看门狗的作用和要求：

• 在系统跑飞（程序异常执行）的情况，系统复位，程序重新执行；
• 在启动正常运行的时候，系统不能复位。

STM32的内置看门狗

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（40kHz），即使主时钟发生故障它仍有效。独立看门狗适合应用于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低的场合。
• 窗口看门狗由从APB1时钟（36MHz）分频后得到时钟驱动。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操作。  窗口看门狗最适合那些要求看门狗在精确计时窗口起作用的程序。

独立看门狗的功能

• 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，当计数器值计数到尾值0x000时会产生一个复位信号（IWDG_RESET)。
• 无论何时，只要在键值寄存器IWDG_KR中写入0xAAAA（通常说的喂狗）, 自动重装载寄存器IWDG_RLR的值就会重新加载到计数器，从而避免看门狗复位。
• 如果程序异常，就无法正常喂狗，从而系统复位。

注意：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。以不同的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。

 

独立看门狗相关配置寄存器

键寄存器（IWDG_KR）

作用：写入0xAAAA，不停地喂狗，避免复位；写入0x5555表示允许访问IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器；写入0xCCCC，启动看门狗工作（若选择了硬件看门狗则不受此命令字限制）。最起初的复位值是从0xFFF开始递减，喂狗之后再从重装载寄存器的值开始递减。

预分频寄存器（IWDG_PR）

作用：对时钟频率进行分频。

重装载寄存器（IWDG_RLR）

作用：用于定义看门狗计数器的重装载值，每当向IWDG_KR寄存器写入0xAAAA时，重装载值会被传送到计数器中。随后计数器从这个值开始递减计数。

状态寄存器（IWDG_SR）

作用：对预装载值更新、预分频值更新状态进行监控。

 

独立看门狗超时时间

超出（溢出）时间计算：

Tout=((4×2^PR) ×RLR)/40

其中：Tout的单位为毫秒。

时钟频率LSI=40K， 一个看门狗时钟周期就是最短超时时间。最长超时时间= (IWDG_RLR寄存器最大值）X看门狗时钟周期。

比如，想要设置超出时间为1s（也就是说，如果1s之内没有喂狗，就直接复位），设置预分频系数为64（也就是说，PR位为4，即[2:0]位为100），由此可以计算出RLR为625。

也就是说，在时钟信号为40kHz，预分频系数为64的时候，从625递减至0的事件是1s。

 

独立看门狗相关配置库函数

• 2个初始化函数

void IWDG_WriteAccessCmd(uint16_t IWDG_WriteAccess);
void IWDG_Enable(void);

作用：前者取消IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器具有写保护功能（0x5555使能），后者使能看门狗（写0xCCCC到KR）。

这里需要注意一点：IWDG一旦启动，就不能被关闭！如果想要关闭，只能重启，并且重启之后不能再次打开。

• 2个参数设置函数

void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler);
void IWDG_SetReload(uint16_t Reload);

作用：前者设置预分频系数，后者设置重装载值。

• 1个喂狗函数

void IWDG_ReloadCounter(void);

作用：不断喂狗，避免复位（写0xAAAA到KR）。

 

独立看门狗一般步骤

1. 取消寄存器写保护。调用函数：IWDG_WriteAccessCmd()；
2. 设置独立看门狗的预分频系数，确定时钟。调用函数：IWDG_SetPrescaler()；
3. 设置看门狗重装载值（根据溢出时间确定）。调用函数：IWDG_SetReload()；
4. 使能看门狗。调用函数：IWDG_Enable()；
5. 应用程序喂狗。调用函数：IWDG_ReloadCounter()。

下面按照这个一般步骤来进行一个简单的独立看门狗程序：

//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);  //使能对寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的写操作
	
	IWDG_SetPrescaler(prer);  //设置IWDG预分频值:设置IWDG预分频值为64
	
	IWDG_SetReload(rlr);  //设置IWDG重装载值
	
	IWDG_ReloadCounter();  //按照IWDG重装载寄存器的值重装载IWDG计数器
	
	IWDG_Enable();  //使能IWDG
}

//喂独立看门狗
void IWDG_Feed(void)
{   
 	IWDG_ReloadCounter();//reload										   
}

 int main(void)
 {		
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
 	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)==WKUP_PRES)
		{
			IWDG_Feed();//如果WK_UP按下,则喂狗
		}
		delay_ms(10);
	};	 
}