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stm32 独立看门狗[操作寄存器+库函数]

发布时间:2020-05-18 发布时间:
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以单片机为核心的微型计算机系统中,单片机经常会受到来自外界电磁场的干扰。

造成程序跑飞,只是程序的正常运行状态被打断而进入死循环,从而使单片机控制的系统无法正常工作。看门狗就是一种专门用于检测单片机程序运行状态的硬件结构。
 
stm32也是如此。
 
stm32 的独立看门狗由内部专门的40Khz低速时钟驱动,即使主时钟发生故障时,它也仍然有效。这里需要注意的是独立看门狗的时钟是一个内部时钟,所以不是准确的40Khz,而是在30~60Khz之间的一个可变化的时钟,看门狗的时钟对时间的要求不是很精确,所以时钟有偏差可以接受。
 
本例直接操作寄存器实现验证独立看门狗的复位功能,设定一个800ms的喂狗时间,在主函数中实现LED闪烁,如果设定一个1s的延时,则触发独立看门狗复位,LED常亮。
库函数实现当外部中断发生(按下PA0按键),长时间不喂狗,引发独立看门狗复位时,向外用串口输出复位提示。
 
 
直接操作寄存器
 
使用独立看门狗,需要了解一下寄存器:
 
键值寄存器:(IWDG_KR)
低16位有效的寄存器,只写寄存器,读出值恒为0x0000.
软件必须以一定的间隔写入0xAAAA,否则,当计数器为0时,看门狗会产生复位。
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。
 
预分频寄存器:(IWDG_PR)
第三位有效寄存器,用于设置看门狗的分频系数,最低为4,最高位256.
通过设置PR[2:0]:位来选择计数器时钟的预分频因子。要改变预分频因子,IWDG_SR寄存器的PVU位必须为0。

    000: 预分频因子=4                 100: 预分频因子=64
    001: 预分频因子=8                 101: 预分频因子=128
    010: 预分频因子=16               110: 预分频因子=256
    011: 预分频因子=32               111: 预分频因子=256

重装载寄存器:(IWDG_RLR)
低12位有效,RL[11:0]。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。看门狗超时周期可通过此重装载值和时钟预分频值来计算。 只有当IWDG_SR寄存器中的RVU位为0时,才能对此寄存器进行修改。 
 
状态寄存器:(IWDG_SR)
只有低两位有效。都由硬件置’1’和 清’0’。
RVU[1]: 看门狗计数器重装载值更新
PVU[0]: 看门狗预分频值更新
 
代码如下:  (system.h 和 stm32f10x_it.h 等相关代码参照 stm32 直接操作寄存器开发环境配置)
User/main.c
01  #include     
02  #include "system.h"
03  #include "wdg.h"   
04   
05  #define LED1 PAout(4)
06  #define LED2 PAout(5)
07   
08  void Gpio_Init(void);
09   
10  int main(void)
11  {                
12   
13      Rcc_Init(9);             //系统时钟设置
14   
15      Gpio_Init();
16   
17      Iwdg_Init(3,1000);  //设定为800ms内喂狗
18   
19      while(1){
20           
21          LED1 = !LED1;
22   
23          delay(100000);    //延时100ms后喂狗,LED闪烁
24   
25          //delay(1000000);     //延时1000ms,引发独立看门狗复位,LED不闪烁
26   
27          Iwdg_Feed();  //喂狗
28   
29      }      
30   
31  }
32   
33   
34  void Gpio_Init(void)
35  {
36      RCC->APB2ENR|=1<<2;    //使能PORTA时钟              
37   
38      GPIOA->CRL&=0x0000FFFF; // PA0~3设置为浮空输入,PA4~7设置为推挽输出
39      GPIOA->CRL|=0x33334444;
40     
41  }
Library/wdg.c   (此文件包含了独立看门狗和窗口看门狗的驱动函数)
01  #include
02  #include "wdg.h"
03   
04  /********************************************
05   *
06   *本文件包含窗口看门狗和独立看门口的相关函数
07   *
08   *********************************************/
09   
10  u8 Wwdg_Cnt = 0x7F;  //计数器值,默认为最大值127
11   
12  //独立看门狗初始化
13  //参数说明:
14  //          pre:分频数(0~7),相应分频因子为4*(2^pre)
15  //          rlr:低12位有[11:0]
16  // 喂狗时间计算: T =  (4*(2^pre)*rlr)/40;(ms)        
17  void Iwdg_Init(u8 pre,u16 rlr)
18  {
19      IWDG ->KR = 0x5555;      //使能对PR RLR寄存器的写操作
20      IWDG ->PR = pre;     //设置分频数
21      IWDG ->RLR = rlr;        //设定重装值
22      IWDG ->KR =  0xAAAA;    //装载RLR值到看门狗计数器,即喂狗
23      IWDG ->KR =  0xCCCC;    //启动看门狗
24  }
25   
26  //独立看门狗喂狗
27  void Iwdg_Feed()
28  {
29      IWDG -> KR = 0xAAAA;  //喂狗
30  }
31   
32  //窗口看门狗初始化
33  //参数说明:
34  //          cnt     计数器的值,最大 127,0x7F
35  //          w_cnt   窗口值,最大 127,0x7F
36  //          pre     预分频器的时基值,低两位有效;实际时钟为: PLCK1/4096/2^pre
37  //需要再主函数中开启中断 WWDG_IRQChannel
38  //设定喂狗时间范围必须在:(WWDG时钟为PCLK1,36Mhz)
39  //          Tmax =(4096*2^pre*(cnt-63)/36)  (us)
40  //          Tmin =(4096*2^pre*(cnt-w_cnt)/36)   (us)
41  //超出次时间喂狗复位
42   
43  void Wwdg_Init(u8 cnt,u8 w_cnt,u8 pre)
44  {
45      u8 Cnt_Max = 0x7f;    //计数器最大值
46   
47      Wwdg_Cnt = Cnt_Max&cnt;   //设定计数器的值,防止溢出
48   
49      RCC->APB1ENR |= 1<<11;
50   
51      WWDG -> CFR |= pre <<7;  //设定预分频器的时基,实际分频值我
52      WWDG -> CFR |= 1<<9;    //使能中断
53   
54      WWDG -> CFR &= 0xFF80;   //初始化低七位,即窗口值清0
55      WWDG -> CFR |= w_cnt;    // 设定窗口值
56   
57      WWDG -> CR  |= Wwdg_Cnt|(1<<7);  //设定计数器值,并激活开门狗
58   
59  }
60   
61  //窗口看门狗喂狗
62   
63  void Wwdg_Feed()
64  {
65      WWDG->CR |= (Wwdg_Cnt&0x7F);
66       
67  }
Library/wdg.h
1  #include
2   
3  void Iwdg_Init(u8 pre,u16 rlr);
4  void Iwdg_Feed(void);
5   
6  void Wwdg_Init(u8 cnt,u8 w_cnt,u8);
7  void Wwdg_Feed(void);
 
需要注意的是 独立看门狗没有响应的中断。[page]
 
库函数操作
 
main.c
view source
print?
001  #include "stm32f10x.h"
002  #include "stdio.h"
003   
004  #define  PRINTF_ON  1
005   
006  void RCC_Configuration(void);
007  void GPIO_Configuration(void);
008  void NVIC_Configuration(void);
009  void USART_Configuration(void);
010  void IWDG_Configuration(void);
011  void EXTI_Configuration(void);
012   
013  vu32 DelayTime;
014   
015  int main(void)
016  {
017      RCC_Configuration();
018      GPIO_Configuration();
019      NVIC_Configuration();
020      USART_Configuration();
021      EXTI_Configuration();
022      IWDG_Configuration();
023   
024      while(1){  
025          if(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_IWDGRST) == SET)
026          {
027              printf(" The Stm32 has been reset by IWDG . ");
028              RCC_ClearFlag();
029          }
030   
031          //do sth. here
032          DelayTime = 100000;
033          while(--DelayTime);        
034          // 延时17ms
035                   
036          IWDG_ReloadCounter();   //80ms不喂狗复位
037          GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)(1- GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)));
038      }  
039  }
040   
041  void EXTI_Configuration(void)
042  {
043      EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
044   
045      EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
046      EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
047      EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
048      EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
049      EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
050   
051      GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);
052   
053  }
054   
055  void GPIO_Configuration(void)
056  {
057      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                                                                                    
058      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
059      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
060      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          
061      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
062       
063      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
064      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;           
065      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);     
066   
067   
068      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
069      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        
070      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
071       
072      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
073      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;          
074      GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
075   
076  }
077   
078  void IWDG_Configuration(void)
079  {
080      RCC_LSICmd(ENABLE);                              //打开LSI
081      while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)==RESET);
082   
083      IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
084      IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_32);
085      IWDG_SetReload(100);      //80ms ,max 0xFFF  0~4095 
086      IWDG_ReloadCounter();
087      IWDG_Enable();
088  }
089   
090   
091  void RCC_Configuration(void)
092  {
093      /* 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus */
094      ErrorStatus HSEStartUpStatus;
095   
096      /* 复位系统时钟设置*/
097      RCC_DeInit();
098      /* 开启HSE*/
099      RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
100      /* 等待HSE起振并稳定*/
101      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
102      /* 判断HSE起是否振成功,是则进入if()内部 */
103      if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
104      {
105          /* 选择HCLK(AHB)时钟源为SYSCLK 1分频 */
106          RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
107          /* 选择PCLK2时钟源为 HCLK(AHB) 1分频 */
108          RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
109          /* 选择PCLK1时钟源为 HCLK(AHB) 2分频 */
110          RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
111          /* 设置FLASH延时周期数为2 */
112          FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
113          /* 使能FLASH预取缓存 */
114          FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
115          /* 选择锁相环(PLL)时钟源为HSE 1分频,倍频数为9,则PLL输出频率为 8MHz * 9 = 72MHz */
116          RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
117          /* 使能PLL */
118          RCC_PLLCmd(ENABLE);
119          /* 等待PLL输出稳定 */
120          while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
121          /* 选择SYSCLK时钟源为PLL */
122          RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
123          /* 等待PLL成为SYSCLK时钟源 */
124          while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
125      }
126      /* 打开APB2总线上的GPIOA时钟*/
127      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
128   
129      //RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR|RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);
130           
131  }
132   
133    
134  void USART_Configuration(void)
135  {
136      USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
137      USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;
138   
139      USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
140      USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
141      USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;                                                                                                                                                     
142      USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
143      USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);
144   
145      USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
146      USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
147      USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
148      USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
149      USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
150      USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
151      USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
152   
153      USART_Cmd(USART1,ENABLE);
154  }
155   
156   
157  void NVIC_Configuration(void)
158  {
159      NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
160   
161   
162      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
163      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
164      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
165      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
166      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
167   
168   
169  }
170   
171   
172  #if  PRINTF_ON
173   
174  int fputc(int ch,FILE *f)
175  {
176      USART_SendData(USART1,(u8) ch);
177      while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);
178      return ch;
179  }
180   
181  #endif



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