STM32第6章、WWDG

一、简介

        WWDG：全称Window watchdog，即窗口看门狗，本质上是一个能产生系统复位信号和提前唤醒中断的计数器。

        特性：

                是一个递减计数器。

                看门狗被激活后，

                        当递减计数器值从 0x40减到0x3F时会产生复位（即T6位跳变到0）。

                        当计数器的值大于W[6:0]值时喂狗会产生复位。

                        当递减计数器等于 0x40 时可产生提前唤醒中断 (EWI)。

        喂狗操作：在窗口期内重装载计数器的值，防止复位。

        作用：

                由于外界电磁干扰或者自身系统（硬件或软件）异常，会造成程序跑飞，如：陷入某个不正常的死循环，打断正常的程序运行。

                WWDG解决的问题就是：由于软件异常导致的程序跑飞问题。

        应用：

                WWDG主要应用于一些需要高稳定性的产品中，并且需要精准监测程序运行时间的场合。

二、工作原理        

        W[6:0]  <  非窗口期  <= T[6:0] 

        0x3F  <  窗口期  <= W[6:0] 

        复位信号：

                在非窗口期喂狗时，会生成复位信号；

                当递减计数器值减到0x3F时，会产生复位信号。

        提前唤醒中断：

                当递减计数器值减到0x40时，可产生提前唤醒中断 (EWI)。

三、功能框图                

1. 时钟信号        

        时钟源：

                PCLK是时钟源。

                PCLK时钟频率十分精确，例如：F1用36MHz，F4用42MHz。

                PCLK时钟需要程序员手动开启。

        WWDG时钟：

                由时钟源PCLK经过分频器进行4096分频后，再经过WWDG预分频器进行分频后得到的时钟频率，就是WWDG的时钟。

                WWDG时钟为递减计数器提供时钟信号，每发生一个WWDG时钟，递减计数器的值就会减1。

2. 模块       

        ①  WWDG_CFR配置寄存器：

                此寄存器装载着WWDG的窗值W[6:0]，用来与WWDG_CR中的T[6:0]进行比较。

        ②  WWDG_CR控制寄存器：

                一共8个bit，第7bit也就是WDGA位是WWDG开启位，当WDGA位置1时，窗口看门狗开启。如果在选项字节中使能了硬件开启窗口看门狗的功能，则WDGA位不起作用。T[6:0]位是一个7位向下递减计数器，取值范围是0x7F至0x40。如果T[6:0]由0x40变为0x3F，即T[6]变为0时，取反输入或门 ⑤ ，则或门 ⑤ 输入1，产生窗口看门狗复位。

        ③  比较器：

                用来比较T[6:0]是否大于W[6:0]，如果是，则输出1，否则输出0。如果T[6:0]大于W[6:0]，意味着计数器的值现在不在窗口内。如果T[6:0]小于W[6:0]，且T[6]不为0,也就是没有递减到0x3F，则计数器的值现在在窗口内，可以重载WWDG_CR，也就是可以喂狗。

        ④  二输入与门：

                一个输入来自比较器 ③，另一个输入来自是否重载WWDG_CR(喂狗)，是的话输入1。当T[6:0]大于W[6:0]，也就是计数器的值不在窗口内，此时喂狗与门输出1，引发系统复位。

        ⑤  二输入或门：

                一个输入来自于与门 ④ ，另一个输入来自T[6]取反。

        ⑥  二输入与门：

                一个输入来自于或门 ⑤，另一个输入来自WDGA位。

3. 寄存器

        3.1 控制寄存器            

                使能窗口看门狗工作；

                以及重装载计数器值（即喂狗）。 

        3.2 配置寄存器                

                使能窗口看门狗提前唤醒中断；

                设置预分频系数；

                设置窗口上限值。

        3.3 状态寄存器           

                用于判断是否发生了WWDG提前唤醒中断。

四、溢出时间计算

1. 公式      

2. 最短最长溢出时间计算  

五、开发流程

1. 开发步骤        

2. 函数详解

        2.1 HAL_WWDG_Init()函数

                功能：

                        设置预分频系数和窗口值，并使能WWDG。

                函数原型：

                        HAL_StatusTypeDef   HAL_WWDG_Init(WWDG_HandleTypeDef   *hwwdg)；

                参数：

                        hwwdg：WWDG句柄。

                                typedef struct
                                {
                                        WWDG_TypeDef      *Instance;    /* WWDG寄存器基地址 */
                                        WWDG_InitTypeDef  Init;             /* WWDG初始化 */
                                } WWDG_HandleTypeDef;

                                

                                typedef struct

                                {  

                                        uint32_t   Prescaler;         /* 预分频系数 */  

                                        uint32_t   Window;            /* 窗口值 */  

                                        uint32_t   Counter;            /* 计数器值 */  

                                        uint32_t   EWIMode;         /* 提前唤醒中断使能 */

                                }WWDG_InitTypeDef;

                返回值：

                        typedef enum
                        {
                                HAL_OK             = 0x00U,         /* 成功 */
                                HAL_ERROR     = 0x01U,         /* 失败 */
                                HAL_BUSY        = 0x02U,         /* 忙碌 */
                                HAL_TIMEOUT  = 0x03U          /* 超时 */
                        } HAL_StatusTypeDef;

                相关寄存器：

                        WWDG_CR、

                        WWDG_CFG。

        2.2 HAL_WWDG_Refresh()函数

                功能：

                        重装载计数器，即喂狗。

                函数原型：

                        HAL_StatusTypeDef  HAL_WWDG_Refresh(WWDG_HandleTypeDef   *hwwdg)；

                参数：

                        hwwdg：WWDG句柄。

                返回值：

                        typedef enum
                        {
                                HAL_OK             = 0x00U,         /* 成功 */
                                HAL_ERROR     = 0x01U,         /* 失败 */
                                HAL_BUSY        = 0x02U,         /* 忙碌 */
                                HAL_TIMEOUT  = 0x03U          /* 超时 */
                        } HAL_StatusTypeDef;

                相关寄存器：

                        WWDG_CR。

六、编程实战

1. 思路        

2. 代码

        wwdg.c文件

#include "./BSP/WDG/wdg.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"WWDG_HandleTypeDef g_wwdg_handle;/* 窗口看门狗初始化函数 */
void wwdg_init(uint8_t tr, uint8_t wr, uint32_t fprer)
{g_wwdg_handle.Instance = WWDG;g_wwdg_handle.Init.Counter = tr;g_wwdg_handle.Init.Window = wr;g_wwdg_handle.Init.Prescaler = fprer;g_wwdg_handle.Init.EWIMode = WWDG_EWI_ENABLE;HAL_WWDG_Init(&g_wwdg_handle);
}/* WWDG MSP回调函数 */
void HAL_WWDG_MspInit(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{__HAL_RCC_WWDG_CLK_ENABLE();HAL_NVIC_SetPriority(WWDG_IRQn, 2, 3);HAL_NVIC_EnableIRQ(WWDG_IRQn);
}/* WWDG中断服务函数 */
void WWDG_IRQHandler(void)
{HAL_WWDG_IRQHandler(&g_wwdg_handle);
}/* WWDG提前唤醒回调函数 */
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{HAL_WWDG_Refresh(&g_wwdg_handle);LED1_TOGGLE();
}

        main.c文件

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/WDG/wdg.h"int main(void)
{HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟,72M */delay_init(72);                             /* 初始化延时函数 */usart_init(115200);                         /* 波特率设置为115200 */led_init();                                 /* 初始化LED */if(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST) != RESET){printf("窗口看门狗复位\r\n");__HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();}else{printf("外部复位\r\n");}delay_ms(500);printf("请在窗口期内喂狗\r\n\r\n");wwdg_init(0x7f, 0x5f, WWDG_PRESCALER_8);while(1){delay_ms(90);HAL_WWDG_Refresh(&g_wwdg_handle);LED0_TOGGLE();}
}

七、IWDG与WWDG的主要区别