我们来学** STM32F1 的独立看门狗（以下简称 IWDG）。STM32F1内部自带了两个看门狗，一个是独立看门狗 IWDG，另一个是窗口看门狗 WWDG，本章只介绍独立看门狗 IWDG，窗口看门狗 WWDG 会在后面章节介绍。要实现的功能是：通过 K_UP 按键进行喂狗，喂狗的时候 D2 指示灯点亮，超过喂狗时间产生复位后 D2 指示灯熄灭，同时使用 D1 指示灯闪烁表示系统运行。

IWDG 简介

    STM32F1 芯片内部含有两个看门狗外设，一个是独立看门狗 IWDG，另一个是窗口看门狗 WWDG。两个看门狗外设（独立和窗口）均可用于检测并解决由软件错误导致的故障。独立看门狗简单理解其实就是一个 12 位递减计数器，当计数器从某一个值递减到 0 时（如果看门狗已激活），系统就会产生一次复位。如果在计数器递减到 0 之前刷新了计数器值，那么系统就不会产生复位。这个刷新计数器值过程我们称之为“喂狗”。看门狗功能由 VDD 电压域供电，在停止模式和待机模式下仍能工作。

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IWDG 结构框图

    要更好的理解独立看门狗，就需要了解它内部的结构，IWDG结构框图如下图所示。

5 H5 ~. Q4 s% x& A

    我们把 IWDG 结构框图分成6 个子模块，按照顺序依次进行简单介绍。

（1）标号 1：IWDG时钟

    独立看门狗(IWDG)由其专用低速时钟 (LSI) 驱动，因此即便在主时钟发生故障时仍然保持工作状态。在前面介绍时钟树时，我们就讲解过LSI，其频率一般在 30-60KHz 之间，通常选择 40KHz 作为 IWDG 时钟。由于 LSI 的时钟频率并不非常精确，所以独立看门狗只适用于对时间精度要求比较低的场合。

（2）标号 2：预分频器寄存器

    LSI 时钟并不是直接提供给计数器时钟，而是通过一个 8 位预分频寄存器IWDG_PR 分频后输入给计数器时钟。我们可以操作 IWDG_PR 寄存器来设置分频因子，分频因子可以为 4、8、16、32、64、128、256。

    分频后的计数器时钟为：CK_CNT= 40/ 4*2^PRE，PRE 为预分频系数（0-6），4*2^PRE 大小就是 4、8、16、32、64、128、256 值。每经过一个计数器时钟，计数器就减 1。

（3）标号 3：计数器

    独立看门狗的计数器是一个 12 位的递减计数器，计数最大值为 0XFFF，当递减到 0 时， 会产生一个复位信号， 让系统重新启动运行， 如果在计数器减到 0之前刷新了计数器值的话，就不会产生复位信号，这个刷新计数器值过程我们称之为“喂狗”。

（4）标号 4：重装载寄存器

    重装载寄存器是一个 12 位的寄存器，里面装着要刷新到计数器的值，这个值的大小决定着独立看门狗的溢出时间。溢出时间Tout = (4*2^pre) / 40 * rlr(ms)，pre 是预分频器系数（0-6），rlr 是重装载寄存器的值，公式内的40 是独立看门狗的时钟。

    比如设置 pre=4，rlr=800，那么独立看门狗溢出时间是 1280ms，也就是说如果在1280ms 内没有进行喂狗，那么系统将进行重启，即程序重新开始运行。

（5）标号 5：密钥寄存器

    密钥寄存器（IWDG_KR）也称为关键字寄存器或键寄存器。此寄存器可以说是 IWDG的一个控制寄存器。往该寄存器写入三种值会有三种控制效果：

1.写入 0X5555，由于 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保护。若要修改寄存器，必须首先对 IWDG_KR 寄存器写入代码 0x5555。若写入其他值将重启写保护。

2.写入 0XAAAA，把 IWDG_RLR 寄存器内值重装载到计数器中。

3.写入 0XCCCC，启动 IWDG 功能。此方式属于软件启动，一旦开启独立看门狗，它就关不掉，只有复位才能关掉。

（6）标号 6：状态寄存器

    状态寄存器 IWDG_SR 只有位 0：PVU 和位 1：RVU 有效，这两位只能由硬件操作。RVU：看门狗计数器重装载值更新，硬件置 1 表示重装载值的更新正在进行中，更新完毕之后由硬件清 0。PVU: 看门狗预分频值更新，硬件置 1表示预分频值的更新正在进行中，当更新完成后，由硬件清 0。所以只有当RVU/PVU 等于 0 的时候才可以更新重装载寄存器/预分频寄存器。

    由于篇幅限制，本章并没有对相关寄存器进行介绍，大家可以参考

《STM32F10x 中文参考手册》-17独立看门狗（IWDG）章节，里面有详细的讲解。如果看不懂的可以暂时放下，因为我们使用的是库函数开发。

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IWDG 配置步骤

    接下来我们介绍下如何使用库函数对 IWDG 进行配置。这个也是在编写程序中必须要了解的。具体步骤如下：（IWDG 相关库函数在 stm32f10x_iwdg.c 和stm32f10x_iwdg.h 文件中）

（1）开启寄存器访问（给IWDG_KR 寄存器写入 0X5555）

    通过前面内容的介绍我们知道 IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有写访问保护。若要修改寄存器，必须首先对 IWDG_KR寄存器写入代码 0x5555，如果写入其他的值将重新开启写保护。在库函数中实现函数如下：

1. IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //取消寄存器写保护

复制代码

    这个函数非常简单，里面的参数就是用来使能或失能写访问，即开启或关闭写访问。

（2）设置 IWDG 预分频系数和重装载值

    设置 IWDG 预分频系数函数为：

1. void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler); //设置 IWDG 预分频值

复制代码

6 k. O( k6 m: P, D7 Z9 M

    设置 IWDG 重装载值函数为：

1. void IWDG_SetReload(uint16_t Reload); //设置 IWDG 重装载值

复制代码

& b- v% x# q; Y2 O2 j

    设置好 IWDG 的分频系数 pre 和重装载值就可以知道独立看门狗的喂狗时
4 }+ b, r" u: [. k

间，也就是看门狗溢出时间，该时间的计算公式前面已经介绍，公式如下：

Tout = (4*2^pre) / 40 * rlr其中 Tout 为独立看门狗溢出时间，单位是 ms。pre 是预分频器系数（0-6），rlr 是重装载寄存器的值，公式内的 40 是独立看门狗的时钟。

    比如设置 pre=4，rlr=800，那么独立看门狗溢出时间是 1280ms，只要你在1280ms 之内，有一次写入 0XAAAA 到 IWDG_KR，就不会导致看门狗复位（当然写入多次也是可以的）。这里需要提醒大家的是，看门狗的时钟不是准确的40Khz，所以在喂狗的时候，最好不要太晚了，否则，有可能发生看门狗复位。

（3）重载计数器值（喂狗）（给 IWDG_KR 寄存器写入 0XAAAA）

    重载计数器值（喂狗）库函数是：

1. IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值

复制代码

    此函数功能是将 IWDG_RLR 寄存器内值重新加载到独立看门狗计数器内，实现喂狗操作。

（4）开启 IWDG（给IWDG_KR 寄存器写入 0XCCCC）

    要使用独立看门狗，我们还需要打开它，开启 IWDG 的库函数是：

1. IWDG_Enable(); //打开独立看门狗

复制代码

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    这里提醒下大家：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，否则问题依旧存在。所以如果不用 IWDG 的话，就不要去打开它，免得麻烦。

    通过以上几步配置好后，我们就可以正常使用独立看门狗了，我们需要在规定的时间内喂狗，否则系统即会重新启动。

硬件设计

    由于 IWDG 是 STM32F1 内部资源，因此本硬件电路非常简单，只有 LED 指示灯、K_UP 按键连接，其对应的电路图在前面章节中都有介绍，这里就不多说。

    D1 指示灯用来提示系统运行， D2 指示灯用来作为喂狗和系统重启时的提示， K_UP按键用来喂狗操作，喂狗时 D2指示灯亮，喂狗失败系统重启，D2指示灯灭。

    所要实现的功能是：通过 K_UP 按键进行喂狗， 喂狗的时候 D2 指示灯亮，同时串口输出“喂狗”提示信息，超过喂狗时间系统重启 D2 指示灯灭，同时串口输出“复位系统”提示信息，同时使用 D1 指示灯闪烁表示系统运行。程序框架如下：

（1）初始化 IWDG（开启IWDG，设置溢出时间）

（2）编写主函数

    在前面介绍 IWDG 配置步骤时，就已经讲解如何开启 IWDG、设置溢出时间。下面我们打开“独立看门狗实验”工程，在 APP工程组中可以看到添加了 iwdg.c 文件，在 StdPeriph_Driver 工程组中添加了stm32f10x_iwdg.c 库文件。独立看门狗操作的库函数都放在 stm32f10x_iwdg.c和 stm32f10x_iwdg.h 文 件 中 ， 所 以 使 用 到 独 立 看 门 狗 就 必 须 加 入stm32f10x_iwdg.c 文件，同时还要包含对应的头文件路径。

IWDG 初始化函数

    要使用 IWDG，我们必须先对它进行配置。IWDG 初始化代码如下：

1. /****************************************************************
   
2. * 函 数 名 : IWDG_Init
   9 p2 x. ^8 S" L# K: {  r: e
3. * 函数功能 : IWDG 初始化
   
4. * 输 入 : pre:预分频系数(0-6)
   
5.          rlr:重装载值(12 位范围 0xfff)
   * l2 W) a1 R9 E
6.          独立看门狗复位时间计算公式：t=(4*2^pre*rlr)/40
   & K& V( ?4 D5 p
7. * 输 出 : 无
   * M8 }! [& C: y+ ^* P8 Z7 k
8. *****************************************************************/
   
9. void IWDG_Init(u8 pre,u16 rlr)
   * `1 s: i$ W8 D) ^$ {% O! b
10. {
    4 D9 w  G$ I3 u2 K
11.     IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); //取消寄存器写保护
    9 L& Q! E6 L8 q. u# }
12.     IWDG_SetPrescaler(pre);//设置预分频系数 0-6
    2 h. l% u5 ^& w! R- R$ o1 E
13.     IWDG_SetReload(rlr);//设置重装载值
    
14.     IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值
    
15.     IWDG_Enable(); //打开独立看门狗
    + M7 A* b6 Q: Y& L3 G' b( Z1 k
16. }

复制代码

    在IWDG_Init()函数中，首先打开 IWDG 写访问，设置 IWDG 的预分频系数和重装载值，然后将重装载寄存器中的值加载到独立看门狗计数器中，最后开启独立看门狗。这一过程在前面步骤介绍中已经提了。

    IWDG_Init()函数有两个参数，用来设置 IWDG 的分频系数和重装载值，方便大家修改独立看门狗溢出时间。

主函数

    编写好独立看门狗初始化函数后，接下来就可以编写主函数了，代码如下：

/****************************************************************

* 函 数 名 : main

* 函数功能 : 主函数

* 输 入 : 无

* 输 出 : 无

*****************************************************************/

int main()

{

    u8 i=0;

    SysTick_Init(72);

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级

分组 分2 组

    LED_Init();

    USART1_Init(9600);

    KEY_Init();

    IWDG_Init(4,800); //只要在 1280ms 内进行喂狗就不会复位系统

    led2=1;

    printf("复位系统\r\n");

    while(1)

    {

        if(KEY_Scan(0)==KEY_UP)

        {

            IWDG_FeedDog();//喂狗

            led2=0;

            printf("喂狗\r\n");

        }

        i++;

        if(i%20==0)

        {

            led1=!led1;

        }

        delay_ms(10);

    }

}

    主函数实现的功能很简单，首先调用之前编写好的硬件初始化函数，包括SysTick 系统时钟，中断分组，LED 初始化等。然后调用我们前面编写的 IWDG初始化函数，这里我们设定预分频系数为 4，重装载值为800，独立看门狗溢出时间即为 1280ms。然后熄灭 D2 指示灯，同时通过 printf 函数输出一串字符提示。最后进入 while 循环语句，不断让 D1 指示间隔 200ms 闪烁，同时不断检测K_UP按键是否按下，如果按键按下进行喂狗，同时 D2 指示灯亮，串口输出“喂狗”信息，如果在独立看门狗溢出时间前没有喂狗，也就是说在 1280ms 内没有按下 K_UP 按键，系统将复位，此时 D2 指示灯灭，串口输出“复位系统”信息。

    其中调用了 IWDG_FeedDog()函数，这个是我们自己封装的一个函数，里面就是一个喂狗函数：

1. IWDG_ReloadCounter(); //重装载初值

复制代码

: O2 x2 Y. q4 H3 |1 z: f& S! A

   将工程程序编译后下载到开发板内，可以看到 D1 指示灯不断闪烁，表示程

序运行。按下 K_UP 按键，D2 指示灯亮，同时串口输出“喂狗”，如果在 1280ms内还未按下按键，D2 指示灯灭，同时串口输出“复位系统”。如果想在串口调试助手上看到输出信息，可以打开“串口调试助手”，首先勾选下标号 1 DTR 框，然后再取消勾选。这是因为此串口助手启动时会把系统复位住， 通过 DTR 状态切换下即可。然后设置好波特率等参数后，串口助手上即会收到 printf 发送过来的信息。（前提一定要连接好线路，USB线一端连接电脑，另一端连接开发板“USB 转串口模块”上的 USB 下载口。先勾选下标号 1 DTR 框，然后再取消勾选）如下图所示：