为什么要看门狗？看门狗解决的问题是什么？

为什么要看门狗？

看门狗解决的问题是什么？

王雪

2021-9-22 15:36:47

为什么要看门狗
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) 。
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。

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。

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。
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。

stm32独立看门狗和窗口看门狗的区别为：时钟源不同、中断不同、使用条件不同。
一、时钟源不同
stm32独立看门狗：stm32独立看门狗使用的是内部专门的 40Khz低速时钟，不需要使能时钟操作。窗口看门狗：窗口看门狗使用的是 PCLK1的时钟，使用前需要先使能时钟。 二、中断不同
stm32独立看门狗：stm32独立看门狗没有中断，超时直接位。窗口看门狗：窗口看门狗可以在中断中做位前的函数操作。 三、使用条件不同
stm32独立看门狗：stm32独立看门狗一般用于避免程序跑飞或者死循环。窗口看门狗：窗口看门狗避免程序不安预定逻辑执行，比如先于理想环境完成，或者后于极限时间超时。 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

看门狗相关寄存器：

独立看门狗超时时间

溢出时间计算：
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /40 （M3)
时钟频率LSI=40K，一个看门狗时钟周期就是最短超时时间。（Tout的单位是ms）
最长超时时间= (IWDG_RLR寄存器最大值）X看门狗时钟周期
IWDG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 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) main.c中的代码：
#include "led.h"#include "delay.h"#include "key.h"#include "sys.h"#include "IWDG.h" int main(void) { vu8 key=0; delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //LED端口初始化 KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口 delay_ms(200); LED0=0; //先点亮红灯 IWDG_Init(4,625);//最大溢出时间是一秒，就是在没有喂狗的情况下系统间隔1秒复位 while(1) { if(KEY_Scan(0)==WKUP_PRES) { IWDG_ReloadCounter(); } }} IWDG.h中的代码：
#include "IWDG.h"void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr){ IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//取消寄存器写保护 IWDG_SetPrescaler(prer);//设置预分频系数,确定时钟 IWDG_SetReload(rlr);//设置看门狗重装载值，确定溢出时间 IWDG_ReloadCounter();//从重装载值开始计数，应用程序喂狗（就是加载计数器，将rlr的值加载到计数器），向 IWDG_KR 写入 0XAAAA，通过这句，将使 STM32 重新加载 IWDG_RLR 的值到看门狗计数器里面。即实现独立看门狗的喂狗操作。 IWDG_Enable();//使能看门狗，向 IWDG_KR 写入 0XCCCC，通过这句，来启动 STM32 的看门狗。注意 IWDG 在一旦启用，就不能再被关闭！想要关闭，只能重启，并且重启之后不能打开 IWDG，否则问题依旧，所以在这里提醒大家，如果不用 IWDG 的话，就不要去打开它，免得麻烦。} 以上代码运行结果是：在没有按KER_UP的情况下（没有喂狗）LED亮2秒灭一秒闪烁，如果在一秒内按KEY_UP按键的次数大于等于一（在系统复位之前喂狗，也就是计数器倒计时到0之前）则LED常亮