【STM32开发之寄存器版】（四）-独立看门狗IWDG

一 、前言

独立看门狗简介：

STM32F103ZET6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(独立看门狗和窗口看门狗)可用来检测和解决由软件错误引起的故障。

独立看门狗主要性能：

• 自由运行的递减计数器
• 时钟由独立的RC振荡器提供(可在停止和待机模式下工作)
• 看门狗被激活后，则在计数器计数至0x000时产生复位

独立看门狗适用场合：

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。

本次DEMO的目标：

使用STM32F103ZET6，通过按键KEY_UP来喂狗，然后通过DS0提示复位状态。

二、时钟树解析

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。如果独立看门狗已经由硬件选项或软件启动，LSI振荡器将被强制在打开状态，并且不能被关闭。在LSI振荡器稳定后，时钟供应给IWDG。IWDG的时钟树如下所示：

这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部 RC 时钟，所以并不是准确的 40Khz，而是在 30~60Khz 之间的一个可变化的时钟，只是我们在估算的时候，以 40Khz 的频率来计算，看门狗对时间的要求不是很精确，所以，时钟有些偏差，都是可以接受的。

三、寄存器介绍

与独立看门狗相关的寄存器如下所示：

寄存器	功能
IWDG_KR	键寄存器
IWDG_PR	预分频寄存器
IWDG_RLR	重装载寄存器
IWDG_SR	状态寄存器

下面将对这些寄存器进行一一介绍。

3.1 IWDG_KR键寄存器

《STM32中文参考手册》对IWDG_KR寄存器的描述如下：

对IWDG_KR键寄存器的用法如下： 

1. 解锁IWDG_PR和IWDG_RLR：写入0X5555;
2. 启动看门狗工作：写入0XCCCC;
3. 定时喂狗：软件必须以一定的时间间隔写入0XAAAA，当计数器为0时，看门狗会复位。

3.2 IWDG_PR预分频寄存器

《STM32中文参考手册》对IWDG_PR寄存器的描述如下：

我们仅需要关注位2:0，通过改变这3位，可以设置看门狗时钟的分频系数，最低为4.最高为256。值得注意的是，只有在IWDG_SR寄存器的PVU位为0时，才能改变预分频因子。分频系数对超时时间的设置如下所示：

3.3 IWDG_RLR重装载寄存器

《STM32中文参考手册》对IWDG_RLR寄存器的描述如下：

当IWDG_KR寄存器写入0XAAAA时，重装载值寄存器的RL[11:0]中的值会被送到计数器中，然后计数器从这个值开始递减计数，值得注意的是，只有当IWDG_SR寄存器中的RVU位为0时，才能对此寄存器进行修改。

3.4 IWDG_SR状态寄存器

《STM32中文参考手册》对IWDG_SR寄存器的描述如下：

RVU位对IWDG_RLR寄存器的影响详见3.3节；

PVU位对IWDG_PR寄存器的影响详见3.2节；

四、程序设计

对IWDG程序的设计，主要分为看门狗初始化函数、喂狗函数以及轮询主函数。

4.1 看门狗初始化函数

看门狗初始化函数位于HARDWARE/wdg.c/IWDG_Init()。主要完成以下任务：

1. 使用IWDG_KR寄存器对PR和RLR寄存器进行解锁。
2. 使用IWDG_PR寄存器设置分频系数。
3. 使用IWDG_RLR寄存器设置重装载值。
4. 使用IWDG_KR寄存器写入0XAAAA，第一次喂狗。
5. 使用IWDG_KR寄存器写入0XCCCC，使能看门狗。

具体代码如下所示：

//初始化独立看门狗
//prer:分频数:0~7(只有低3位有效!)
//分频因子=4*2^prer.但最大值只能是256!
//rlr:重装载寄存器值:低11位有效.
//时间计算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/40 (ms).
void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr) 
{IWDG->KR=0X5555;//使能对IWDG->PR和IWDG->RLR的写while((IWDG->SR&0X1)==1); //如果SR寄存器的PVU位为1，则循环等待；IWDG->PR=prer;  //设置分频系数while((IWDG->SR&0X2)==2); //如果SR寄存器的RVU位为1，则循环等待；IWDG->RLR=rlr;  //从加载寄存器 IWDG->RLR  IWDG->KR=0XAAAA;//reload											   IWDG->KR=0XCCCC;//使能看门狗	
}

4.2 喂狗函数

喂狗函数位于HARDWARE/wdg.c/IWDG_Feed()。主要是实现IWDG->KR重新写入0XAAAA，将IWDG_RLR寄存器中的值重装载。具体代码如下：

//喂独立看门狗
void IWDG_Feed(void)
{IWDG->KR=0XAAAA;//reload											   
}

4.3 轮询主函数

轮询主函数位于USER/test.c/main()。主要是轮询检测KEY_UP按键是否按下，如果按下则不复位，不按下超时就复位，复位时DS0会一亮一灭。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h" 
#include "led.h" 
#include "key.h"
#include "wdg.h" 	  int main(void)
{					   Stm32_Clock_Init(9);	//系统时钟设置uart_init(72,115200); 	//串口初始化为115200delay_init(72);	   	 	//延时初始化 LED_Init();		  		//初始化与LED连接的硬件接口  KEY_Init();         	//初始化与按键连接的硬件接口delay_ms(500);			//延时500ms,让人可以看到DS0灭的状态IWDG_Init(4,625);    	//与分频数为64,重载值为625,溢出时间为1s	   LED0=0;				 	//点亮DS0while(1){if(KEY_Scan(0)==WKUP_PRES)//如果WK_UP按下,则喂狗{IWDG_Feed();}delay_ms(10);};		 
}

五、上机实验

将程序下载入芯片，不按KEY_UP，则看门狗会超时复位，DS0会先熄灭在亮，如下图所示：

不断按下KEY_UP按键，定期喂狗，DS0就不会熄灭而常亮，如下所示：

至此完成本次DEMO！