STM32开发（11）----CubeMX配置独立看门狗（IWDG）

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前言

本章介绍使用STM32CubeMX对独立看门狗定时器进行配置的方法。门狗本质上是一个定时器，提供了更高的安全性、时间的精确性和使用的灵活性。STM32F1xx提供两个看门狗设备(独立看门狗和窗口看门狗)可用来检测和解决由软件错误引起的障，重点掌握超时时间的计算，理解LSI温漂较大的使用场景，以及独立定时器的使用；

一、独立看门狗的介绍

独立看门狗IWDG有一个输出端，可以输出复位信号。该定时器是一个 12 位的递减计数器，当计数器的值减到 0 的时候，就会产生一个复位信号。如果在计数没减到 0 之前，重置计数器的值的话，那么就不会产生复位信号，这个动作我们称为喂狗。看门狗功能由 VDD 电压域供电，在停止模式和待机模式下仍然可以工作。

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也仍然有效。窗口看门狗由从APB1时钟分频后得到的时钟驱动，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的操作。IWDG最适合应用于那些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较低的场合。

独立看门狗框图

从上图我们可以看到独立看门狗主要由下面几个部分组成：
独立看门狗时钟
独立看门狗的时钟由独立的 RC 振荡器 LSI 提供，即使主时钟发生故障它仍然有效，非常独立。LSI 的频率一般在 30~60KHZ 之间，根据温度和工作场合会有一定的漂移，我们一般取 40KHZ，所以独立看门狗的定时时间并不一定非常精确，只适用于对时间精度要求比较低的场合。
计数器时钟
递减计数器的时钟由 LSI 经过一个 8 位的预分频器得到，我们可以操作预分频器寄存器IWDG_PR 来设置分频因子，分频因子可以是： [4,8,16,32,64,128,256,256]，计数器时钟 CK_CNT=40/ 42^PRV，一个计数器时钟计数器就减一。
计数器
独立看门狗的计数器是一个 12 位的递减计数器，最大值为 0XFFF，当计数器减到 0 时，会产生一个复位信号:IWDG_RESET，让程序重新启动运行，如果在计数器减到 0 之前刷新了计数器的值的话，就不会产生复位信号，重新刷新计数器值的这个动作我们俗称喂狗。
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。超时时间 Tout = (42^prv) / 40 * rlv (s) ， prv 是预分频器寄存器的值， rlv 是重装载寄存器的值。
键寄存器
键寄存器 IWDG_KR 可以说是独立看门狗的一个控制寄存器，主要有三种控制方式，往这个寄存器写入下面三个不同的值有不同的效果。

二、实验过程

1.STM32CubeMX配置独立看门狗

选择芯片stm32f103c6t6，新建工程

设置时钟源，最小系统外部晶振8Mhz，作为外部高速HSE时钟源。由于没有外接外部低速晶振，这里低速时钟源选择旁路时钟源。

配置时钟树，这里使用官方推荐的配置

IWDG的时钟为40kHz，此时设置计数器时钟为64分频，递减基础器重载值（down-counter reload value）配置为625,当计数器的值大于窗口值时，如果执行重载操作，则会产生复位。
超出（溢出）时间计算：

                                               Tout=((4×2^PRER) ×RLR)/LSI时钟频率=（64 * 625）/40 000 =  1s

Code Generator中设置只拷贝使用到的库，分离.c和.h文件

设置好项目名称和路径，点击GENERATE CODE即可，生成后使用keil5 IDE打开。

2.代码实现

这里通过打印来查看iwdg的情况，注意喂狗时间不要太接近临界值，因为rc的温漂很大，所以如果很接近临界值可能导致复位

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_IWDG_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf("IWDG start\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */printf("\n\r Refreshes the IWDG !!!\n\r");/* Refresh IWDG: reload counter */HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);HAL_Delay(800);}/* USER CODE END 3 */
}

3.硬件连接

烧录器ST-LINK V2和最小系统板的连接如图所示： 四线连接 SWDIO，GND，SWCLK，和3.3V电源

4.实验结果

每经过800ms喂一次狗，喂狗成功，程序不会重启

为了体现喂狗失败的复位现象，这里修改下代码

  while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */printf("\n\r Refreshes the IWDG !!!\n\r");/* Refresh IWDG: reload counter */HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);HAL_Delay(1100);}

可以看到喂狗失败，程序不停的重启

总结

本章介绍了STM32F103系列设备中独立看门狗，并通过实验验证了前面所讲的理论，这里要注意，LSI的温漂比较大，使用时不可用于精准定时的场景。