STM32——看门狗通俗解析

笔者在学习看门狗的视频后，对看门狗仍然是一知半解，后面在实际应用中发现它是一个很好用的检测或者调试工具。所以总结一下笔者作为初学小白对看门狗的理解。

主函数初始化阶段、循环阶段和复位

众所周知，程序的运行一般是这样的：

         程序在进入循环阶段之前，会在初始化阶段将每个寄存器或者某些变量赋值。初始化阶段的代码执行一次后，就不再执行了。而循环阶段的代码会执行很多次，一直循环反复的执行下去。这时，如果进行了 复位，程序就会从头开始，执行一次初始化代码，再反复执行循环代码。

而如何进行 复位 呢？常用的方法就是“RESET” 键，也就是复位键。在程序故障、跑飞或者卡死的时候，让它重头开始跑一遍，避免程序陷入到长时间的罢工状态。不过复位键是人为按下，在程序自动运行的应用环境中，显然不适用。于是，在程序中使用 看门狗 就可以代替 复位键 来重启程序。

 避免程序陷入到长时间的罢工状态。这一句话非常关键，比如下面这个检测按键是否被按下的程序当中，while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0); 会等待按键是否被释放（松手）。

如果这个按键一直被按下，或者这个按键出现了故障，导致这个while循环一直出不来，就会造成程序始终被卡在这个地方。

因此，另一种复位方式——看门狗，它可以通过定时来重新启动程序。 看门狗本质上是一个递减的定时器，如果程序在某个循环卡住了，当看门狗定时器时间跑完，看门狗就会复位程序，从而跳出循环，重头开始。

喂狗

看门狗只是一个检测程序故障的工具。当我们在程序的初始化阶段设置了一个看门狗，当看门狗定时器时间跑完就会进行复位，重头开始。而我们的程序是一个循环过程，这就导致了我们需要用一个方法，让看门狗在程序正常时不作为，又要在程序故障时起作用。

这时就要进行喂狗操作。喂狗一般是在循环阶段的最后进行，喂狗的本质是将定时器重装，从头递减，一旦喂了狗，看门狗就会重新定时，不会执行复位操作。而遇到程序卡死在某一个等待循环时，就不会执行到喂狗操作函数。这个时候，看门狗一到时间就会进行复位。另外，如果没有及时喂狗，在看门狗定时器倒计时结束前还没有喂狗，也会重启程序。也就是说循环程序执行一次的时间需要在看门狗定时器的时间规定范围内。

独立看门狗和窗口看门狗

独立看门狗和窗口看门狗都是规定了程序循环时间，一旦时间到了，就会执行复位操作。独立看门狗是规定了一个最大时间点，时间从这个最大时间点递减为0，即倒计时为0后，执行复位。而窗口看门狗是规定了一个时间段，如果没有在这个时间段范围进行喂狗，也会执行复位。

写入键寄存器的值	作用
0xCCCC	启用独立看门狗
0xAAAA	重新加载到计数器 (喂狗)
0x5555	解除IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护
除0x5555其他值	启用IWDG_PR和IWDG_RLR的写保护

键寄存器（KR）是一个控制寄存器，通过写入值来控制看门狗的操作。

独立看门狗（IWDG）初始化

首先，要设置看门狗需要有个钥匙，这个钥匙是保护寄存器被其他程序随意修改，降低干扰。

IWDG_WriteAccess_Enable 将写保护解除，后续可以设置预分频寄存器和重装寄存器

IWDG_Prescaler_16   设置预分频寄存器为16分频。

独立看门狗时钟是由一个 独立 的内部低速时钟LSI 提供。LSI = 40kHz，IWDG超时时间计算公式：T(IWDG) = 1 / LSI * PR预分频系数 * （RL重装值+1）

上面代码预分频器为16分频，40k/16=2500，即一秒可以计数2500，设置重装值为2499，最大定时时间为一秒。

IWDG_ReloadCounter(); 为喂狗操作，这里作用是重新计数，在每次循环都需要进行喂狗操作。

程序完整版：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();						//OLED初始化
	Key_Init();							//按键初始化
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "IWDG TEST");
	
	/*判断复位信号来源*/
	if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_IWDGRST) == SET)	//如果是独立看门狗复位
	{
		OLED_ShowString(2, 1, "IWDGRST");			//OLED闪烁IWDGRST字符串
		Delay_ms(500);
		OLED_ShowString(2, 1, "       ");
		Delay_ms(100);
		
		RCC_ClearFlag();							//清除标志位
	}
	else											//否则，即为其他复位
	{
		OLED_ShowString(3, 1, "RST");				//OLED闪烁RST字符串
		Delay_ms(500);
		OLED_ShowString(3, 1, "   ");
		Delay_ms(100);
	}
	
	/*IWDG初始化*/
	IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);	//独立看门狗写使能
	IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_16);			//设置预分频为16
	IWDG_SetReload(2499);							//设置重装值为2499，独立看门狗的超时时间为1000ms
	IWDG_ReloadCounter();							//重装计数器，喂狗
	IWDG_Enable();									//独立看门狗使能
	
	while (1)
	{
		Key_GetNum();								//调用阻塞式的按键扫描函数，模拟主循环卡死
		
		IWDG_ReloadCounter();						//重装计数器，喂狗
		
		OLED_ShowString(4, 1, "FEED");				//OLED闪烁FEED字符串
		Delay_ms(200);								//喂狗间隔为200+600=800ms
		OLED_ShowString(4, 1, "    ");
		Delay_ms(600);
	}
}

窗口看门狗（WWDG）初始化

窗口看门狗时钟是由APB1时钟分频得到，PCLK=36MHz。

预分频系数	最小超时值	最大超时值
1	113 μs	7.28 ms
2	227 μs	14.56 ms
4	455 μs	29.12 ms
8	910 μs	58.25 ms

WWDG超时时间计算公式：T(WWDG) = 1 / PCLK * 4096 * WDG预分频系数 * （T[5:0]+1）

WWDG窗口时间计算公式：T(WIN) = 1 / PCLK * 4096 * WDG预分频系数 * （ T[5:0] - W[5:0] ）

图中，想让T(WWDG) = 50 ms , 50 ms = 1 / 36 Mhz * 4096 * 8 *（T[5:0]+1），求得T[5:0]=54

想让T(WIN) = 30 ms , 30 ms = 1 / 36 Mhz * 4096 * 8 *（T[5:0]- W[5:0]），求得T[5:0]=21

WWDG_SetCounter(0x40 | 54);        为喂狗操作，这里作用是重新计数，在每次循环都需要进行喂狗操作。

循环程序时间应该在30ms和50ms之间，低于或者超过都会 让看门狗进行复位。

程序完整版：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();						//OLED初始化
	Key_Init();							//按键初始化
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "WWDG TEST");
	
	/*判断复位信号来源*/
	if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_WWDGRST) == SET)	//如果是窗口看门狗复位
	{
		OLED_ShowString(2, 1, "WWDGRST");			//OLED闪烁WWDGRST字符串
		Delay_ms(500);
		OLED_ShowString(2, 1, "       ");
		Delay_ms(100);
		
		RCC_ClearFlag();							//清除标志位
	}
	else											//否则，即为其他复位
	{
		OLED_ShowString(3, 1, "RST");				//OLED闪烁RST字符串
		Delay_ms(500);
		OLED_ShowString(3, 1, "   ");
		Delay_ms(100);
	}
	
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);	//开启WWDG的时钟
	
	/*WWDG初始化*/
	WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);			//设置预分频为8
	WWDG_SetWindowValue(0x40 | 21);					//设置窗口值，窗口时间为30ms
	WWDG_Enable(0x40 | 54);							//使能并第一次喂狗，超时时间为50ms
	
	while (1)
	{
		Key_GetNum();								//调用阻塞式的按键扫描函数，模拟主循环卡死
		
		OLED_ShowString(4, 1, "FEED");				//OLED闪烁FEED字符串
		Delay_ms(20);								//喂狗间隔为20+20=40ms
		OLED_ShowString(4, 1, "    ");
		Delay_ms(20);
		
		WWDG_SetCounter(0x40 | 54);					//重装计数器，喂狗
	}
}