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STM32单片机的独立看门狗和窗口看门狗的特点及用法解析

导读:
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独立看门狗,STM32单片机,

1.看门狗介绍

看门狗这东西虽然简单,但我相信绝大多程序员没有足够重视它。使用看门狗保证系统正常地运行是非常有必要的。我们在设计产品时,代码以及硬件设计缺陷或是外界电磁干扰都有可能使系统死机,如果不能正常对其进行复位,系统的可靠性将大打折扣。看门狗分为软件看门狗和硬件看门狗两类,其原理都是使用一个独立定时器来计时,超出时间就会产生复位信号,主要区别看是否具有独立的硬件结构,如果有,就是硬件看门狗,如果是一个普通定时器实现的那么就是软件看门狗。STM32F407片内有两个看门狗:独立看门狗IWDG以及窗口看门狗WWDG,下面来讨论各自的特点和用法。

2.IWDG的特点以及使用

IWDG是一个独立看门狗,具有独立于系统的时钟,与片外看门狗更为相似,使用片内独立的阻容时钟发生电路计时,记录时间为=(时钟频率(40KHz)/ 分频数)*IWDG_SetReload(t),t《0xFFF.也就是说记录的最大设定的复位时间为 (1/40K)*256*0xFFF = 26.2 S。由于IWDG使用的时钟本身不准确,会因为漂移产生一定变化,喂狗时应该给出一定的裕量。另外,这个时钟与系统时钟并无关联,所有也不能与系统进行同步产生中断,一旦定时时间到后就会产生复位信号,系统来不及存储当前运行状态就会重启,可以在要求不高的场合使用。

3.WWDG的特点以及使用

WWDG具有一个独立的7位定时器,使用系统时钟,可以产生系统中断。其定时最时间为(1/PCLK1)* 4096) * 分频系数(最大为8)*(0x7F – 0x3F)= 58ms.其复位的条件是:

(1)当计数器的数值从0x40减到0x3F

(2)当刷新看门狗时计数器的数值大于窗口上限值时

满足任何一条都可以产生复位信号。通常情况下设置窗口上限值为0x7F,下限值默认为0x40,计数器向下数到0x40就会产生中断,下个910us后变为0x3F就会复位系统。

仔细想想可以发现三个问题。

第一、我们可以发现即使设定了最大值,WWDG最大计时仅仅有58ms,我们在比较大的程序中也没必要运行一小段就添加一个喂狗程序,想使其定时5S或10S的时间再复位系统应该怎样处理呢?

通过实验我找到一种方法,就是在中断函数中再做一个额外计数器,如果计数器没有达到设定值,就重新加载喂狗定时器初值,同时使设定值加1,当计数器达到设定值时,就不加载喂狗定时器初值,这时看门狗定时器就会从从0x40减到0x3F产生系统复位。使用这个方法可以将定时时间拓展到 58ms*额外计数器设定值,定个几十秒都不是问题。

第二,当额外计数器达到设定值时,此时说明程序没有及时复位这个额外计数器,软件或硬件发生了错误,将时系统复位,我们需要存储一些运行过程中的变量,仅仅有不到1ms的时间(从0x40减到0x3F最长大概为910us)怎么够用呢?

这样就先写Wwdg_Feed(0x7F)重新加定时器初值,再对我们的存储函数进行改造,多添加一些Wwdg_Feed(0x7F)函数,使其不至于再减到0x40,存储工作都做好之后,不再喂狗,那么再次发生中断后不再喂狗就会复位系统了。

第三,如果发生复位,如何区分是上电复位还是看门狗复位呢?

在初始化WWDG时候,有一个RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_WWDGRST)可以用于判断是否发生看门狗复位,如果是重新上电引起的复位这个值当然是系统默认值,如果是看门狗复位的话这个值就会发生变化,这样就可以针对这两种不同状态进行状态恢复。

来源:工程师周亮   作者:lhl545545  2018/12/11 15:28:00
栏目: [ STM32单片机看门狗]

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