一、STM32 的IWDG简介
        2.1 看门狗原理
        看门狗本质上就是一种计数器，和我们现实生活中一炷香现象、沙漏现象等是同理的，计数器一般有两种做法，一种是递增，超过固定阀值报警；一种是递减，通常值降到0时报警。后面一种比较贴切生活场景，因此较常用，STM32的独立看门狗（Independent Watchdog，IWDG）就是采用后面这一种做法。
+ N8 W1 g8 n8 i# V6 @) X
+ [3 I6 B1 ?" S4 d$ e4 a( a        如下图所示，假设我们设定一个初始值RL，设定一个计数变量V在开始时等于RL，然后每经过一个时钟周期就减1，如果减到为0值时，触发报警。如果在V值降为0前，重新设定一下V值等于RL，然后V值又重新计算，从而又争取到一段时间，定期去反复设定V值（喂狗），保持V值不降为0，就能一直保持正常态势。

# s0 s" s. W8 Y. K( X- \

- N+ J8 P/ t- J: [( q! H. W         STM32中的看门狗有两种，一个是独立看门狗（Independent Watchdog，IWDG），就是本博文要分析学习的，另一种是窗口看门狗wwdg（window Watchdog，WWDG）。
6 h. R  U/ L- p# N

        1.2 STM32独立看门狗时钟计算
        Iwdg由独立时钟（内部低速时钟LSI）计时，所以不受系统硬件影响的系统故障探测器。主要用于监视硬件错误。而wwdg由系统时钟计时，如果系统时钟不走了，它也就失去作用了，主要用于监视软件错误。

        前面提到看门狗的计数是每经过一个时钟周期减1，那么时钟周期CT是如何获得计算呢。STM32内，IWDG依赖于内部低速时钟LSI，采用该时钟的频率来计时。频率是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”，符号为Hz。

6 h- }% ^/ P8 k* Z: D4 h        而时钟周期CT和频率成反比，即f=1/CT（其中f为频率，CT为时钟周期）。
' o0 M! b6 B0 @( I  o
        在STM32CubeMX上，我们开启IWDT后，用户可以设置的数值依次是计数时钟分频值，窗口值及重装载值，其中计数时钟分频值取值是固定的枚举值(2<n<8)，即4、8、16、32、64、128、256，而窗口值及重装载值的设置范围12bit的数据，即0X000~0XFFF，如下图所示：



- c- |: ^9 d; F' h7 U. a         而IWDG的最终输出时钟频率是直接依赖于LSI，MCU芯片的内部低速时钟是多少，它就是多少。


% M6 ?0 s( a( b% ]% g7 b$ M  ?
        那么，看门狗时钟频率=LSI（内部低速时钟）的频率F/计数时钟分频值P;

         如上述两图设置的数值，RL=4095，F=32KHz，P=32，那么时钟周期：

# u; l/ U$ A/ p2 c# a. m        ct = 1s/f32KHz/32=1000ms/32000HZ/32=1ms，也就大概一个时钟周期是1毫秒，喂狗要求在4095*1ms以内。
& Y6 I2 F7 i! V" L9 c* ?
7 M- ?' [5 W+ C5 J* t" _: D3 ~
+ n+ f2 ~  S( H; A  j3 x        1.3 STM32的IWDT使用注意
6 M; O5 ^; e- E5 c- t        需要注意的是，看门狗的时钟计算不是精确的，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。另外应该还注意到窗口值的存在，通常窗口值和重装载值一致的，如果Window参数(WV)与Window寄存器值相同，只需重新加载计数器值即可退出，具有精确时基函数。否则修改窗口寄存器。这将自动重新加载看门狗计数器：

) J( q/ ]/ \6 G  S2 z+ M+ s9 B        窗口计数值WV决定什么时候喂狗。狗喂早了，复位就“早”，即在重装载值(V)>窗口值(WV),也就是计数器值还没有减到窗口值以下，当 0x0 < 计数器值(V) < 窗口值(WV) 时，这时候最适合喂狗了，也只有在这时候喂狗才合适。

+ |8 T1 k% S* d2 }( w        另外IWDG可以通过软件或硬件启动（可通过选项字节配置），由于是低速内部时钟（LSI）计时，因此即使主时钟发生故障，IWDG仍保持活动状态。并IWDG是在VDD电压域中实现，在STOP（停止）和STANDBY（待机）模式下仍可正常工作（IWDG重置可将CPU从STANDBY唤醒）。RCC控制状态寄存器中的IWDGRST标志可用于通知何时发生IWDG重置。
8 T( G7 x0 `& I: Q! V4 y

二、IWDG工程创建
% G* I. J2 ^  r; u# f, a        2.1 创建工程及配置IWDG
        本文采用的是STM32L496VGT6-ali开发板，是基于前面工程的.ioc在CubeIDE开发平台创建了新工程，并移植了前面工程已经实现的按键、LED灯及lpuart1串口调试功能，可参考前面博文：

        假设已经完成了按键、LED灯及lpuart1串口调试功能后，双击.ioc文件打开cubeMX界面，配置IWDG，如下图所示，开启IWDG并设置参数32、4095，另外IWDT时钟频率是32KHz。
; U( f) I) ^; I1 c/ j

5 r4 l) w- j$ y! T1 P  a
! t/ p5 _8 q6 w+ Y* l- z

' {, \% ]4 l3 Y, L9 ^         配置很简单，完成配置后，单击保存或生成代码按钮，输出生成代码。
8 X4 L+ N4 ?5 m7 E
        2.2 IWDG的HAL实现源码分析
+ x% O* u: ]" ^3 M        cubeMX会为IWDG在Core/Inc和Core/Src生成独立看门狗的头文件及源文件，实现源码也很简单，定义独立看门狗句柄（IWDG寄存器）及初始化函数MX_IWDG_Init。



         在MX_IWDG_Init函数中，只做了两件事，将在cubeMX上配置的参数传递给IWDG参数缓存区及实例化IWDG寄存器，调用HLA看门狗初始化函数(HAL_IWDG_Init)实现真正的初始化。


% u2 c+ s# @5 i


        在stm32L4xx_HLA_iwdg.c驱动文件中，HAL_IWDG_Init函数内，首先对cubeMX上配置参数的合理性诊断，然后开启IWDG和使能写入访问，将已经缓存的配置参数写入IWDG寄存器，并检查设置是否合理，在HAL_IWDG_DEFAULT_TIMEOUT内完成寄存器更新，最后设置计数器值V等于重装载值RL，开启真正计数。
3 X% ~7 ]2 }/ Q! Q: S

1. HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Init(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)
   4 t+ g! s$ M4 ~, J: a1 \3 _
2. {
   
3.   uint32_t tickstart;
   
4. 
   
5.   /* Check the IWDG handle allocation */
   2 D1 g9 E# I- |5 ~% A; w
6.   if (hiwdg == NULL)
   5 I& t; F/ K5 g5 N3 B
7.   {
   
8.     return HAL_ERROR;
   ! T% I2 }. z" z
9.   }
   2 e7 m; z9 d( C) B
10. 
    
11.   /* Check the parameters */
    + x: V+ }0 K6 S; S2 f! s
12.   assert_param(IS_IWDG_ALL_INSTANCE(hiwdg->Instance));
    3 G8 D5 D. B9 @+ m# X) ]6 @, c
13.   assert_param(IS_IWDG_PRESCALER(hiwdg->Init.Prescaler));
    
14.   assert_param(IS_IWDG_RELOAD(hiwdg->Init.Reload));
    + b/ E) C. ?: O/ F, l6 {
15.   assert_param(IS_IWDG_WINDOW(hiwdg->Init.Window));
    7 t2 |( e- P+ i8 T/ [" J
16. 
    
17.   /* Enable IWDG. LSI is turned on automatically */
    
18.   __HAL_IWDG_START(hiwdg);
    5 T/ ?* w/ g0 c! S
19. 
    5 q* d2 w/ X' L3 u8 M+ Z% ]
20.   /* Enable write access to IWDG_PR, IWDG_RLR and IWDG_WINR registers by writing
    4 j' k! D6 n; y* ~+ S2 y
21.   0x5555 in KR */
    
22.   IWDG_ENABLE_WRITE_ACCESS(hiwdg);
    
23. 
    
24.   /* Write to IWDG registers the Prescaler & Reload values to work with */
    6 w$ v+ t. r! f) `$ A+ t
25.   hiwdg->Instance->PR = hiwdg->Init.Prescaler;
    
26.   hiwdg->Instance->RLR = hiwdg->Init.Reload;
    
27. 
    $ }! o+ _! e5 C# H1 D
28.   /* Check pending flag, if previous update not done, return timeout */
    
29.   tickstart = HAL_GetTick();
    7 x# Z9 _" \: s, c2 D3 [# k
30. 
      S5 X% c  O( C$ \
31.   /* Wait for register to be updated */
    
32.   while ((hiwdg->Instance->SR & IWDG_KERNEL_UPDATE_FLAGS) != 0x00u)
    
33.   {
    
34.     if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HAL_IWDG_DEFAULT_TIMEOUT)
    
35.     {
    
36.       if ((hiwdg->Instance->SR & IWDG_KERNEL_UPDATE_FLAGS) != 0x00u)
    % t* O0 t: w* k8 t7 F- {: i
37.       {
    
38.         return HAL_TIMEOUT;
    % _) k3 R  S# c; U6 u
39.       }
    
40.     }
    
41.   }
    
42. 
    ' ]2 r8 X7 M! ~. i
43.   /* If window parameter is different than current value, modify window
    : u- ~. _% o. v% t: m$ u5 g. v
44.   register */
    9 |6 }$ @: N/ ~* R0 I1 V
45.   if (hiwdg->Instance->WINR != hiwdg->Init.Window)
    / `$ u# @8 e1 d6 J4 Y/ j% V/ `
46.   {
    ' L# w) @# o5 h7 e* D
47.     /* Write to IWDG WINR the IWDG_Window value to compare with. In any case,
    
48.     even if window feature is disabled, Watchdog will be reloaded by writing
    1 O; Z4 M" m& p3 y
49.     windows register */
    9 o/ ?6 B+ N2 r9 e, w
50.     hiwdg->Instance->WINR = hiwdg->Init.Window;
    
51.   }
    - g- ~  @, R: }$ r
52.   else
    
53.   {
    
54.     /* Reload IWDG counter with value defined in the reload register */
    
55.     __HAL_IWDG_RELOAD_COUNTER(hiwdg);
    * V! \# ?* \& W7 Z, o1 b6 \3 k' e
56.   }
    , _9 r' u5 D+ h) G9 h; E5 V
57. 
    , f) Z7 Q2 @& [$ O
58.   /* Return function status */
    
59.   return HAL_OK;
    ' p" Y) V2 J1 x( A& t
60. }

复制代码

        同样，在stm32L4xx_HLA_iwdg.c驱动文件中，HLA库提供了喂狗函数HAL_IWDG_Refresh，需要我们在规定时间内(由在cubeMX上配置的参数和时钟频率来决定），使用中调用该函数喂狗，就可以防止看门狗复位。
1 X+ e$ ^" E1 M) \% A) ]$ u

1. /**
   
2.   * @brief  Refresh the IWDG.
   : n; m) T; C1 ]4 R2 P' @6 z
3.   * @param  hiwdg  pointer to a IWDG_HandleTypeDef structure that contains
   * q  X# C. n6 F' @! O( |$ F
4.   *                the configuration information for the specified IWDG module.
   
5.   * @retval HAL status
   # P2 T% X/ u* g3 V, l, J
6.   */
   
7. HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)
   0 Q8 ?1 ]+ M# g! w4 O0 q# r
8. {
   
9.   /* Reload IWDG counter with value defined in the reload register */
   
10.   __HAL_IWDG_RELOAD_COUNTER(hiwdg);
    0 {1 a% f2 e: ?1 e
11. 
    & W9 @8 j# x1 k8 }
12.   /* Return function status */
    
13.   return HAL_OK;
    9 Y9 C- [, l% c- b$ U2 m: _2 M% a
14. }

复制代码

         2.3 IWDG使用
: ~9 Q' w* k2 {/ `        本文在IWDG使用设计是，通过按键输入触发不再喂狗，这时是否系统复位，通过lpuart1调试信息确认是否成功。

        在main.c文件中，引入按键、LED灯及串口驱动头文件。

1. /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
   
2. /* USER CODE BEGIN Includes */
   * ^* k, |! I1 W0 Q" P8 S; T% O
3. #include "../../ICore/key/key.h"
   " y% |0 J& O! @' [& A
4. #include "../../ICore/led/led.h"
   
5. #include "../../ICore/print/print.h"
   
6. #include "../../ICore/usart/usart.h"
   
7. /* USER CODE END Includes */

复制代码

        在main.c文件中，extern声明IWDG寄存器句柄。
2 {3 Y8 x6 H. Z7 g# q5 l' v* ]

1. /* Private user code ---------------------------------------------------------*/
   , _/ {3 H6 p' j- t. [* V. d
2. /* USER CODE BEGIN 0 */
   
3. extern IWDG_HandleTypeDef hiwdg;
   
4. /* USER CODE END 0 */

复制代码

7 x' N- S2 a9 n, S6 e         在main主函数中，初始化串口，开启中断接收。
) A+ I9 Y) Y4 S; Q% B: M

1. /* Initialize all configured peripherals */
   - \' f- D0 D9 F
2.   MX_GPIO_Init();
   
3.   MX_LPUART1_UART_Init();
   $ f" t; _' d% C9 V/ L- [1 u- P
4.   MX_IWDG_Init();  
   ) n7 R( Q7 t3 g" J0 o+ O
5. /* USER CODE BEGIN 2 */
   
6.   ResetPrintInit(&hlpuart1);
   
7.   HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1,(uint8_t *)&HLPUSART_NewData, 1); //再开启接收中断
   
8.   HLPUSART_RX_STA = 0;
   3 {" C$ n: `3 `/ o+ T1 `
9.   //
   9 n6 N5 x  B, L$ @
10.   uint8_t wdt_flag = 1;    //是否继续喂狗标记
    
11.   printf("app restart now!\r\n");
    ; S  e% l9 s% @* v
12.   /* USER CODE END 2 */

复制代码

9 M# w! W' y4 y7 d7 @3 l3 T        在main主函数中，实现喂狗功能。

1. /* USER CODE BEGIN WHILE */
   8 Z$ {2 H- J0 C: b/ m( [  j* `
2.   while (1)
   8 K/ E& D* N: C+ j& c! J0 p
3.   {
   , d. W5 b+ n# Y" P! I) u9 O/ D
4.           if(KEY_2())
   
5.             {
   
6.                   wdt_flag = 0;
   ! ?, ?7 o6 D& }
7.                   printf("IWDG_Refresh stop!\r\n");
   / N1 Y% D( X: e$ P( c
8.             }
   * \- c6 y, S& T$ E! `
9.           if(wdt_flag){
   
10.                   HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
    
11.                   HAL_Delay(10);//等待
    
12.           }
    
13.     Toggle_led1();
    
14.     /* USER CODE END WHILE */

复制代码

& T+ o) O, }5 z* E: B$ d三、编译及测试
        3.1 编译
        编译通过
  T$ m; y9 r0 G; W+ n1 [
4 c6 H2 Q0 x% J- g' F0 P

# P5 L. ~% X% |# J+ \         下载程序
0 l/ p* i& D* ]7 U
4 v& b5 ]9 R! ]: I2 k7 t# z! t

* @# l" j* i* Y: R
  P* o" c/ v' B. A; c  u- Y        3.2 测试
        打开串口工具，连接上串口，观察窗口日志输出情况，按键KEY2测试如下：
" ]/ N1 @0 z) m; [

3 e& N3 Z3 I) Q! S2 l2 P
  v. }. a6 k( h$ |8 v( O+ ?: x         测试成功，不在喂狗时，等待一、两秒系统重启。
————————————————
8 l) W5 T/ i$ C4 n8 B版权声明：py_free-物联智能
如有侵权请联系删除
" n, n/ F+ O( Y6 i: Z