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看门狗是什么?

参考文章
https://www.zhihu.com/question/25518062/answer/2373358942

一、独立看门狗概述

1、为什么需要看门狗?
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,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) 。
2、看门狗解决的问题是什么? 在启动正常运行的时候,系统不能复位。 在系统跑飞(程序异常执行)的情况,系统复位,程序重新执行。
3、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。
4、独立看门狗(IWDG)由专用的低速时钟(LSI)驱动,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。
5、窗口看门狗由从APB1时钟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。
6、独立看门狗功能描述 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。

  • 键值寄存器 IWDG_KR: 0~15位有效
  • 预分频寄存器 IWDG_PR:0~2位有效。具有写保护功能,要操作先取消写保护
  • 重装载寄存器 IWDG_RLR:0~11位有效。具有写保护功能,要操作先取消写保护。
  • 状态寄存器 IWDG_SR:0~1位有效

二、独立看门狗操作库函数

void IWDG_WriteAccessCmd(uint16_t IWDG_WriteAccess);//取消写保护:0x5555使能void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler);//设置预分频系数:写PRvoid IWDG_SetReload(uint16_t Reload);//设置重装载值:写RLRvoid IWDG_ReloadCounter(void);//喂狗:写0xAAAA到KRvoid IWDG_Enable(void);//使能看门狗:写0xCCCC到KRFlagStatus IWDG_GetFlagStatus(uint16_t IWDG_FLAG);//状态:重装载/预分频 更新

三、独立看门狗操作步骤取消寄存器写保护:

IWDG_WriteAccessCmd();设置独立看门狗的预分频系数,确定时钟:IWDG_SetPrescaler();设置看门狗重装载值,确定溢出时间:IWDG_SetReload();使能看门狗:IWDG_Enable();应用程序喂狗:IWDG_ReloadCounter();溢出时间计算:Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40 (M3)

四、代码实现

void IWDG_Init(u8 pre,u16 rlr)
{
IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //取消写保护

IWDG_SetPrescaler(pre); //设置预分频

IWDG_SetReload(rlr); //设置重装载值

IWDG_ReloadCounter(); //一开始从rlr读取

IWDG_Enable(); //使能
}
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(); //初始化与按键连接的硬件接口

delay_ms(500);
LED0=0; //点亮 LED0
IWDG_Init(4,625);

while(1)
{
if(KEY_Scan(0)==1)
{
IWDG_ReloadCounter();
}
}
}

补充:2023.1.16
裸奔的程序,最理想的看门狗是程序只在主循环中加一个喂狗,计算主循环执行一个循环的最长时间的1.5倍作为看门狗定时器的时间,这样只要程序超出了预计的时间未回到主循环,就会自动复位。这样的程序尽量不要让中断服务函数占用太多的处理器资源,将耗费处理器资源的工作放在程序的主循环中,可以更有效的利用看门狗。
追问
既然是裸奔,我想问一下怎么会不在主循环中进行呢?裸奔的程序,怎么样写一个好的程序架构啊?
追答
裸奔的程序经常会有中断,中断就不是在主循环中的。我曾经遇到过一个在中断中喂狗的程序,遇到干扰后程序跑飞了,可是就是复位不了,因为跑飞的程序执行中断去了,顺便喂狗了,看门狗自然就不起作用了。看门狗的目的是防止程序跑飞,可是跑飞的程序也是在程序存储器中,如果程序中遍地是喂狗,飞了的程序一样能遇到喂狗,那看门狗还有什么意义。所以自然是程序中喂狗的次数只有一次最理想。

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