WDG 看门狗-stm32入门

这一节，我们要学习的内容是 STM32 里的看门狗。STM32 内置两个看门狗，分别是独立看门狗（IWDG）和窗口看门狗（WWDG），两者的作用基本相同，只是侧重点不一样。

那看门狗，简单来说，就是程序运行的一个保障措施，我们得在程序中定期的喂狗，如果程序出问题卡死了，没有在规定的时间里喂狗，那么看门狗硬件电路就会自动帮我们复位一下，防止程序长时间卡死。这就像是我们写了个程序，然后突然没动静了，我们就会习惯性的去按一下复位；或者说手机、电脑，卡死不动了，我们也会习惯性的重启来解决。那看门狗就是完成这样一个操作的硬件电路，在程序卡死的情况下，自动帮我们复位一下。

好，然后我们还是先看一下本节程序的现象。本节一共两个程序：独立看门狗和窗口看门狗。

先看一下独立看门狗的程序，简单看一下程序内容，程序进来，首先执行判断，看一下这个程序是因为看门狗复位而从头执行的，还是因为刚上电或者按复位键而从头执行的，如果是看门狗复位，OLED 第二行显示独立看门狗 RST 的字符串；如果是正常复位，OLED 第三行显示正常 RST 的字符串。之后是独立看门狗初始化，设定的最大喂狗时间是 1000 ms，这样，我们在主循环里就得不断的调用喂狗函数执行喂狗，且喂狗的间隔不能超过上面配置的 1000 ms，目前喂狗的间隔是 200+600 = 800ms，这样主循环不断运行起来，独立看门狗就不会执行复位。最后在主循环开始的这个位置，加入了一个按键获取键码，在这个函数里面，我们采用的是阻塞式写法，也就是按键按下不放的话，程序就会卡死在这个函数，所以，我们把这个函数放在这里，按下按键不放，模拟程序卡死的状况，返回值，按键键码暂时不需要，这样，喂狗程序无法及时执行，独立看门狗就会复位，让程序从头开始执行。那我们下载看一下现象，复位一下，这是正常复位，所以第三行显示正常复位的 RST 字符串，之后，主循环不断执行，并在第四行显示 FEED，表示喂狗，然后我们按上面的按键，按住不放，这时主循环卡死，第二行就会显示独立看门狗 RST，这个复位就是独立看门狗产生的了，那这就是独立看门狗的程序现象。
简单来说，就是如果不及时喂狗，程序就会复位。

接着我们来看第二个程序，窗口看门狗。这个窗口看门狗和独立看门狗类似，都是不喂狗，就复位，但是窗口看门狗对喂狗时间要求更严格一些，它有个喂狗时间的窗口，必须在这个时间窗口内喂狗，喂狗晚了，复位，喂狗早了，也复位。看一下，程序进来，首先还是判断复位来源，是窗口看门狗导致的复位，还是正常上电和复位键的复位；之后，窗口看门狗初始化，这里设置的喂狗时间窗口时 30~50ms，喂狗的间隔必须在 30~50ms 之间，喂早喂晚都不行，然后看主循环里。WWDG_SetCounter 这一条是喂狗程序，上面 Delay 的时间间隔是 20+20 = 40 ms，目前的间隔，位于时间窗口内；然后获取键码，还是模拟程序卡死。这个程序，下载看一下，首先还是正常复位，第三行显示正常的 RST，之后主循环，第四行一直闪烁 FEED，表示喂狗，然后按上面的按键，程序卡死，没有及时喂狗，这样第二行就会显示，窗口看门狗产生复位了，当然，按按键只能模拟晚喂狗，早喂狗，也会复位，这个现象，我们写程序的时候再来演示吧。

好，程序现象就演示到这里。看完这两个代码的演示，相信大家对看门狗就已经了解的大差不差了吧。其实看门狗也不是很复杂，就是个自动复位电路。

那接下来先看一下看门狗的简介。

1. WDG 看门狗

1.1 WDG 简介

WDG（Watchdog）看门狗

它的作用，顾名思义，其实就是“看大门”，不过这里的大门，表示的是程序。

看门狗可以监控程序的运行状态，当程序因为设计漏洞、硬件故障、电磁干扰等原因，出现卡死或跑飞现象时，看门狗能及时复位程序，避免程序陷入长时间的罢工状态，保证系统的可靠性和安全性。

那写过程序代码的都知道，程序的设计是非常讲究逻辑的。每一种状态，每一种可能，都要在写程序的时候预先注意到，否则，一旦出现了程序没有预料到的情况，程序经常就会出现卡死、跑飞、胡乱运行的状况。这一点，在我们当前这些简单的测试程序中还很少出现，因为这些程序其实并不复杂，任务也很简单；但是，对于一些大型项目，各种状态和可能，都是非常非常多的，在写程序的时候，一不小心，就会留下 bug；或者说，在大型项目中，bug 根本无法避免，因为可能的状态太多了，总有那么些意想不到的情况发生，让你的程序卡死或崩溃。那解决办法呢？

1. 第一，就是我们程序员要有丰富的经验，避免一些常见的 bug；
2. 第二，就是程序要经常迭代，发现 bug 后及时修补；
3. 第三，就是我们的看门狗了，出现卡死崩溃现象后，帮我们按一下复位，虽然说不能解决 bug 本身吧，但是也可以极大的提高程序的健壮性，因为很多 bug 都是偶然发生的，简单的复位一下，就会有很大概率，让程序走向正轨。

那在这里写的除了程序本身的设计漏洞呢？还会有硬件故障、电磁干扰等原因，让程序出问题。比如硬件故障，我们想读取传感器的数据，结果传感器坏了，总是死等，那程序不就卡死了嘛；电磁干扰，这个一般出现在恶劣的环境中，我们都知道，很强的电磁干扰，可能会让这些电子元器件失灵，也就是程序跑飞现象，程序不知道跑到哪个奇怪的地方了。那假设你的设备遇到了一阵强电磁干扰，有看门狗的话，干扰过后，程序复位，回到正轨；没有看门狗的话，可能受到干扰，程序就永远地卡死在某个地方了，对吧。所以，出现状况时，我们需要看门狗及时复位程序，避免程序陷入长时间的罢工状态。
最后，再说两点，一个是对于硬件故障，如果是关键的设备故障，复位也没用的话，那看门狗也无法力挽狂澜，因为看门狗就是简单的复位一下；第二个是对于程序设计漏洞，这里主要针对的是无法预料的漏洞，而不是说，我有看门狗了，我就在程序中，写大量的死循环，或者不规划程序，到处跳来跳去，然后卡死了，就用看门狗来托底，这样恐怕不太好，合理规划程序是第一，然后可以预料的漏洞，尽量直接写好处理方法，最后，才是看门狗托底，这样才是比较好的思路。

看门狗本质上是一个定时器，当指定时间范围内，程序没有执行喂狗（重置计数器）操作时，看门狗硬件电路就自动产生复位信号

这里，说的就是看门狗的工作逻辑了。看门狗，其实就是定时器，看一下结构，它的结构和定时器是非常相似的，只不过是，定时器溢出，产生中断；而看门狗定时器溢出，直接产生复位信号。然后喂狗操作，其实也就是重置这个计数器，这是一个递减计数器，减到 0 之后就复位，那程序正常运行时，为了避免复位，就得在这个计数器减到 0 之前，及时把计数值加大点，对吧，这个操作，就是喂狗。如果你程序卡死了，没有及时加大这个计数器，那么减到 0 之后，就自动复位了，这就是看门狗的工作逻辑，是不是也不难。

STM32内置两个看门狗

• 独立看门狗（IWDG）：独立运行/工作，对时间精度要求较低

独立运行，就是独立看门狗的时钟是专用的 LSI，内部低速时钟，即使主时钟出现问题了，看门狗也能正常工作，这也是独立看门狗，独立的得名原因。对时间精度要求较低就是独立看门狗只有一个最晚时间界限，你喂狗间隔只要不超过这个最晚界限就行了，你说 我很快的喂，疯狂的喂，连续不断的喂，那都没问题。

• 窗口看门狗（WWDG）：要求看门狗在精确计时窗口起作用

它相比较独立看门狗，就严格一些了。要求看门狗在精确计时窗口起作用，意思就是喂狗的时间有个最晚的界限，也有个最早的界限，必须在这个界限的窗口内喂狗，这也是窗口看门狗，窗口的得名原因。因为对于独立看门狗来说，可能程序就卡死在喂狗的部分了；或者程序跑飞，但是喂狗代码也意外执行了；或者程序有时候很快喂狗，有时候又比较慢喂狗，那这些状态，独立看门狗就检测不到了，但是窗口看门狗是可以检测到这些问题的，因为它对喂狗的时间，可以卡的很死，快了，慢了，都不行。

最后，窗口看门狗使用的是 APB1 的时钟，它没有专用的时钟，所以不算是独立。好，这些，就是看门狗的基本介绍了。

接下来，先看一下独立看门狗。