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STM32 IWDG(独立看门狗)

news 2025/6/22 23:05:53

1 IWDG简介

STM32有两个看门狗：一个是独立看门狗（IWDG），另外一个是窗口看门狗。独立看门狗也称宠物狗，窗口看门狗也称警犬。本文主要分析独立看门狗的功能和它的应用。

独立看门狗用通俗一点的话来解释就是一个12位的递减计数器，当计数器的值从某个值一直减到0的时候，系统就会产生一个复位信号，即IWDG_RESET。如果在计数器没减到0之前，刷新了计数器的值的话，那么就不会产生复位信号，这个动作就是我们经常说的“喂狗”。看门狗功能由VDD供电，在停止模式和待机模式下仍能工作。

2 IWDG功能框图剖析

IWDG功能框图如下图所示：

2.1 独立看门狗时钟

独立看门狗的时钟由独立的RC震荡器LSI提供，即使主时钟发生故障它仍然有效，非常独立。LSI的频率一般为30~60kHz，根据温度和工作场合情况有一定的漂移。我们一般取40kHz,所以独立看门狗的定时时间不是非常精确，只适用于对时间精度要求比较低的场合。

2.2 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]，计数器时钟CK_CNT=40/4×2^PRV,一个计数器时钟周期计数器就减一。

2.3 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俗称“喂狗”。

2.4 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，这个值的大小决定独立看门狗的溢出时间。超时时间Tout=（4×2^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。

2.5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3个不同的值有不同的效果。

键寄存器取值枚举
键值	键值作用
0XAAAA	把RLR的值重装载到CNT
0X5555	PR和RLR这两个寄存器可写
0XCCCC	启动 IWDG

通过写往键寄存器写0XCCCC来启动看门狗属于软件启动的方式，一旦独立看门狗启动，它就关不掉，只有复位才能关掉它。

2.6 状态寄存器

状态寄存器SR只有位0，PVU和位1：RVU有效，这两位只能由硬件操作，软件操作不了。

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指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都等于0的时候，才可以更新重装载寄存器和预分频寄存器。

3 如何使用IWDG

独立看门狗一般用来检测和解决由程序引起的故障，比如一个程序正常运行的时间是50ms，在运行完这段程序之后紧接着进行喂狗，我们设置独立看门狗的定时溢出时间为60ms，比我们需要监控的程序50ms多一点。如果超过60ms还没有喂狗，那就说明我们的监控程序出故障了，运行出意外了，那么就会产生系统复位，让程序重新运行。

3.1 IWDG 配置函数

void IWDG_Config(uint8_t prv,uint16_t rlv)
{//使能预分频寄存器PR和重装载寄存器RLR可写IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);//设置预分频器值IWDG_SetPrescaler(prv);//设置重装载寄存器值IWDG_RetReload(rlv);//把重装载寄存器的值放到计数器中IWDG_ReloadCounter();//使能IWDGIWDG_Enable();}

IWDG配置函数有两个形参，prv用来设置预分频的值，可取值如下：

/*
*    @arg IWDG_Prescaler_4:      IWDG 预分频值设置为4
*    @arg IWDG_Prescaler_8:      IWDG 预分频值设置为8
*    @arg IWDG_Prescaler_16:     IWDG 预分频值设置为16
*    @arg IWDG_Prescaler_32:     IWDG 预分频值设置为32
*    @arg IWDG_Prescaler_64:     IWDG 预分频值设置为64
*    @arg IWDG_Prescaler_128:    IWDG 预分频值设置为128
*    @arg IWDG_Prescaler_256:    IWDG 预分频值设置为256
*/

如果我们需要设置1s的超时溢出，prv可以取IWDG_Prescaler_64，rlv取625，即调用IWDG使得Tout=64/40*625=1s。

3.2 喂狗函数

void IWDG_Feed(void)
(//把重装载寄存器的值放到计数器中，喂狗，防止IWDG复位//当计数器的值减到0的时候会产生系统复位IWDG_ReloadCounter();
)

3.3 main函数

int main(void)
{//配置LED GPIO，并关闭LEDLED_GPIO_Config();Delay(0X8FFFFF);//——————————————————————————————————————————————————————————//检查是否为独立看门狗复位if(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_IWDGRST)!=RESET){//独立看门狗复位//亮红灯LED_RED;//清除标志RCC_ClearFlag();//如果一直不能喂狗，会一直复位，加上前面的延时，会看到红灯闪烁//在1s时间内喂狗的话，则会持续亮绿灯}else{//不是看门狗复位（可能为上电复位或者手动按键复位之类的操作）//亮蓝灯LED_BLUE;}//————————————————————————————————————————————————————————————//配置按键GPIOKey_GPIO_Config();//IWDG 1s超时溢出IWDG_Config(IWDG_Prescaler_64,625);//while部分是我们在项目中具体要写的代码，这部分的程序可以用独立看门狗来监控//如果我们知道这部分代码执行的时间，比如500ms，那么我们可以设置独立看门狗的溢出时间是600ms//比500ms多一点，如果要被监控的程序没出意外，正常执行的话，那么执行完毕之后就会执行喂狗程序//如果程序出意外了那程序就会超时，到达不了喂狗的程序，此时就会产生系统复位。//但是也不排除程序出意外了又恢复正常了，刚好喂狗了，歪打正着。所以要想更精确得监控程序//可以使用窗口看门狗，窗口看门狗规定必须在规定的窗口时间内喂狗while(1){//这里添加需要被监控的代码，如果有就去掉按键模拟喂狗，把按键扫描程序去掉//——————————————————————————————————————————————————————————————if(Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==KEY_ON){//喂狗，如果不喂狗，系统就会复位，LED1就会灭一次//如果在1s时间内准时喂狗的话，则绿灯会亮，否则红灯闪烁IWDG_Feed();//喂狗后亮绿灯LED_GREEN;}}//———————————————————————————————————————————————————————————————
}