詳解MM32F0140的獨立看門狗

獨立看門狗（IWDG）的設(shè)計初衷是為了檢測和解決由軟件錯誤所引起的故障，與窗口看門狗的主要區(qū)別在于獨立看門狗可以作為一個處于主程序之外，由內(nèi)部低速時鐘（LSI）驅(qū)動，能夠完全獨立工作的模塊，當主時鐘發(fā)生故障或芯片處在低功耗模式的時候，獨立看門狗依舊可以繼續(xù)工作。

它的原理可以簡述為：當獨立看門狗計數(shù)器不斷遞減達到給定數(shù)值時，將產(chǎn)生一個系統(tǒng)復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位或產(chǎn)生中斷信號。

MM32F0140的獨立看門狗有一個特色功能，用戶可以通過配置選擇IWDG產(chǎn)生復(fù)位還是產(chǎn)生中斷功能，比如在stop模式下，用戶可以選擇中斷方式喚醒從而不用復(fù)位MCU，SRAM數(shù)據(jù)不用因為看門狗喚醒而被清除。

1產(chǎn)生復(fù)位或者中斷

MM32F014x的獨立看門狗內(nèi)部是自由運行的12位遞減計數(shù)器，當設(shè)置IWDG復(fù)位方式時，當計數(shù)達到0x0000時，會產(chǎn)生一個系統(tǒng)復(fù)位；當設(shè)置IWDG中斷方式時，當設(shè)置看門狗中斷生成值IGEN，每當計數(shù)器值遞減等于該值時，會產(chǎn)生一個中斷信號。

2計數(shù)器時鐘

IWDG是由低速時鐘源（LSI）驅(qū)動，經(jīng)過IWDG_PR預(yù)分頻器分頻得到，預(yù)分頻因子可以被設(shè)置為4，8，16，32，64，128，256，在開啟IWDG前需要先開啟LSI，如圖1所示。

圖1

3重裝載寄存器

每次執(zhí)行喂狗操作，就會將重裝載寄存器（IWDG_RLR）的值重新加載到計數(shù)器中，從而避免產(chǎn)生復(fù)位或者中斷信號，該操作通常叫做喂狗操作。復(fù)位時重裝載寄存器（IWDG_RLR）的值為0xFFF，如圖2。

圖2

4看門狗超時時間

IWDG的超時周期可以通過重裝載寄存器（IWDG_RLR）的值和預(yù)分頻寄存器（IWDG_PR）計算得到，公式如下：

Tout(ms)=((4×2^PR)×RLR)/40

當IWDG_RLR寄存器為最大值時，可以獲得最長的超時時間，參考時間如表1：

表1

5寄存器保護

獨立看門狗中的IWDG_PR，IWDG_RLR，IWDG_IGEN寄存器具有訪問保護功能，只能在向鍵值寄存器（IWDG_KR）寫入0x5555，才能修改以上被保護的寄存器的值。向鍵值寄存器寫入其他值或者重載操作時，寄存器依舊出在保護狀態(tài)。

6看門狗中斷

當開啟獨立看門狗后，計數(shù)器開始從其復(fù)位值0xFFF開始遞減，當IWDG_CR控制寄存器中的IRQ_SEL位置1時，計數(shù)器遞減到IWDG_IGEN設(shè)定的值后會產(chǎn)生一個中斷。獨立看門狗中斷被連接到EXTI24上，所以看門狗中斷可以使MCU從低功耗模式下喚醒，結(jié)合IWDG_IGEN寄存器的設(shè)定，可以模擬低功耗定時器來使用。

7部分庫函數(shù)參考

PVU_CheckStatus();

IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);

IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler);

修改預(yù)分頻寄存器（IWDG_PR），修改前需要先向鍵值寄存器（IWDG_KR）寫入0x5555。

RVU_CheckStatus();

IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);

IWDG_SetReload(Reload & 0xfff);

修改重裝載寄存器（IWDG_RLR），修改前需要先向鍵值寄存器（IWDG_KR）寫入0x5555。

IVU_CheckStatus();

IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);

IWDG_SetIGen(0x7ff);

修改中斷生成寄存器（IWDG_IGEN），修改前需要先向鍵值寄存器（IWDG_KR）寫入0x5555。

IWDG_EnableIT();

開啟看門狗中斷，如果需要看門狗復(fù)位方式需要設(shè)置：IWDG_Reset()；

IWDG_ReloadCounter();

IWDG_Enable();

重載計數(shù)器、開啟IWDG計數(shù)器。

IWDG_ClearITPendingBit();

清除看門狗中斷標志位。

8程序配置

8.1 開啟獨立看門狗

開啟看門狗前需要先打開LSI，配置預(yù)分頻寄存器，配置重裝載寄存器，然后開啟IWDG計數(shù)器，以下示例代碼對IWDG進行初始化，配置預(yù)分頻因子為16，重裝載寄存器從最大值（0xFFF）開始計數(shù)，最大看門狗超時時間大概為1.6秒，代碼如下：

voidIWDG_Init(void)
{
//開啟低速時鐘，等待時鐘穩(wěn)定
RCC_LSICmd(ENABLE);
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)==RESET);

//設(shè)置預(yù)分頻寄存器
PVU_CheckStatus();
IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);
IWDG_SetPrescaler(0x02);//選擇對LSI進行16分頻

//設(shè)置重裝載寄存器
RVU_CheckStatus();
IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);
IWDG_SetReload(0xfff);//重裝載寄存器設(shè)置為0xFFF

//將重裝載寄存器的值加載到計數(shù)器，并開啟計數(shù)器
IWDG_ReloadCounter();
IWDG_Enable();
}

8.2 重裝載計數(shù)器（喂狗）

在任何時候向IWDG_KR寄存器寫入0xAAAA，就會將重裝載寄存器（IWDG_RLR）中的值加載到計數(shù)器中，避免產(chǎn)生復(fù)位或者中斷，可以使用如下庫函數(shù)：

IWDG_ReloadCounter();

或者直接操作寄存器，但要特別注意，在喂狗后最多需要5個LSI的振蕩周期。

IWDG->KR = 0xAAAA;

8.3 開啟看門狗中斷

如需要開啟看門狗中斷，在配置IWDG時需要配置IWDG_CR中的IRQ_SEL和IWDG_IGEN寄存器，在開啟看門狗之前加入如下代碼：

1）配置中斷生成寄存器（IWDG_IGEN），并開啟看門狗中斷

IVU_CheckStatus();
IWDG_WriteAccessCmd(0x5555);
IWDG_SetIGen(0x7FF);//將IWDG_IGEN配置為0x7FF，當計數(shù)器到該值時會產(chǎn)生中斷
IWDG_EnableIT();

2）使能NVIC和外部中斷源

{
EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStruct;
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR,ENABLE);
//EnabletheIWDGInterrupt
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=WWDG_IWDG_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority=0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2RSTR_SYSCFG,ENABLE);
EXTI_StructInit(&EXTI_InitStruct);

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line24);
//IWDGmaptoEXTI_Line24
EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line24;
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
}

3）編寫看門狗中斷服務(wù)函數(shù)，由于和窗口看門狗共用一個中斷源，所以庫中函數(shù)名和窗口看門狗一致。

voidWWDG_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line24)!=RESET)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line24);
IWDG_ClearIT();
IWDG_ReloadCounter();//可以在中斷中喂狗或者置標志位
}
}

9功能驗證

在測試驗證程序中在看門狗中斷服務(wù)函數(shù)添加printf("IWDG IRQ Mode ");下載程序可以看到MCU上電完成后會一直循環(huán)打印“IWDG IRQ Mode”。

圖3

針對需要短時間低功耗STOP模式喚醒的應(yīng)用場景，可以使用該方式喚醒，同時針對LSI精度不高的問題，可以通過HSI對LSI進行校準方式，從而獲取高精度的LSI時鐘源。