喂狗？为什么IWDG和WWDG里起这么奇怪的名字？开发过程在这里

春娇霹雳娃 发表于 2023-7-28 17:58

本帖最后由春娇霹雳娃于 2023-8-16 17:35 编辑

#申请原创# @21小跑堂
本实验基于MM32F0040实现IWDG和WWDG工程开发工作。

1.开发板简介
MM32F0040使用高性能的 Arm® Cortex-M0 为内核的 32 位微控制器，最高工作频率可达 72MHz，内置高速存储器，其硬件外观如下图所示：

电路图如下：

2.功能描述
2.1 IWDG

IWDG(Independent Watch Dog)，为检测和解决由软件错误所引起的故障而设计。独立看门狗（IWDG）适用于需要看门狗作为一个处于主程序之外，能够完全独立工作，适用于对时间精度要求低的需求场景中。IWDG分为两种工作模式：

[*]硬件独立看门狗
[*]软件独立看门狗（默认为软件独立看门狗模式）

功能框图如下：

本质：可理解为一个12位递减计数器，当计数器的值从装载的值一直递减到零时，向系统触发复位信号，即IWDG_RESET。在计数器递减到零之前，重新装置计数器内的值，则不会产生复位信号，重置计数器值的操作即为“喂狗”。
“喂狗” 分为两种方式：

[*]直接重载初始化设定值
[*]重新设定重载值

2.2 WWDG
WWDG（Window Watchdog Timer）窗口看门狗，一种七位向下计数的timer，计数范围0x7F~0x3F（计数到0x3F将发出复位请求）。喂狗操作：通过更新计数器WWDG_CR计数值，避免计数器向下计数到0x3F，实现“喂狗”操作。
有上下限的喂狗（IWDG只有下限）

[*]上限：寄存器WWDG_CFGR配置值，如果计数值大于此配置值时“喂狗”，则WWDG向CPU发出复位请求（提前“喂狗”）
[*]下限：0x3F（不可修改），如果计数值计数到0x3F，则WWDG向CPU发出复位请求（没有“喂狗”）

作用：

[*]当程序运行偏离了正常的程序路径，能够及时发出复位请求
[*]程序运行偏离了正常的程序路径，提前执行了“喂狗”操作，也能及时发出复位请求

WWDG功能框图如下：

WWDG使用范围：
1.用于程序执行时间精度要求较高的场景

[*]通过APB时钟分频作为计数器时钟来源，计数时钟可精确计算
[*]具有上下限的喂狗窗口范围，避免过早喂狗使喂狗失效
2.喂狗时间范围极小

[*]当APB1时钟频率为60MHz时，最晚30毫秒内就需要喂狗一次
3.能否在低功耗状态下使用

[*]WWDG的计数时钟来源于APB时钟的分频
[*]如果APB时钟关闭，WWDG则无法继续计数，因此WWDG无法在低功耗状态下使用。

3.寄存器配置
3.1 IWDG
iwdg 受访问保护的寄存器有:

[*]IWDG_PR
[*]IWDG_CR
[*]IWDG_IGEN
[*]IWDG_RLR

上述四个寄存器受访问保护。若要修改其中任一寄存器，须先对 IWDG_KR寄存器写入解锁值（ 0x5555），写入后四个寄存器将同时被解除访问保护。当IWDG_KR被写入除0x5555外的值时，上述四个寄存器将同时都被锁定。如重装载操作（即“喂狗”）也会对上述四个寄存器启动访问保护功能。

预分频系数设置:

IWDG 实现思路：

[*]初始化IWDG

[*]开启LSI时钟
[*]设置IWDG预分频系数
[*]设置IWDG重载值
[*]IWDG溢出配置
[*]更新IWDG重载值
[*]使能IWDG
2. 更新重载值

[*]方法一：通过IWDG_KG直接重载初定值
[*]方法二：重新设定重载值
3. 中断配置

[*]使能IWDG中断
[*]失能IWDG中断（仅能在初始化阶段使用）
[*]配置IWDG中断触发值
[*]获取IWDG中断状态
[*]清除IWDG中断

3.2 WWDG
WWDG实现思路：
1.启动WWDG

[*]开启WWDG的RCC时钟
[*]初始化WWDG，包括配置时基和重装载窗口值
[*]使能WWDG，计数器开始计数
[*]使能WWDG_INT_EW中断（可选）
2.喂狗

[*]在规定时间内重装载计数值“喂狗”，提前或超时重装载计数值将产生复位请求
3.中断

[*]使能WWDG_INT_EW中断后，计数器计数到0x40产生中断
4.复位

[*]WWDG产生复位请求后，CPU响应复位请求产生复位，复位后RCC_CSR置位
[*]MCU复位后，可通过查看RCC_CSR标志位确定是否为窗口看门狗复位

4.软件实现
4.1 IWDG
启动检测，若为独立看门口复位，则通过UART输出本次启动为独立看门口复位，若非独立看门狗复位，则通过UART输出本次启动为正常启动或其他复位。开启时钟LSI , 配置IWDG的预分频系数为 32，重载值为 0x1F，初始化独立看门狗功能。在主函数中循环喂狗10次后停止喂狗。停止喂狗，则等待计数器溢出，独立看门狗触发复位信号。
主函数：int main(void){
uint32_t i = 0;

BOARD_Init();
printf("iwdg_basic example.\r\n");

app_iwdg_init();

for(i = 0; i < 10; i++){
   /* Reload the IWDG counter. */
   IWDG_DoReload(BOARD_IWDG_PORT);
   printf("Feed dog count: %u\r\n", (unsigned)(i+1) );
   app_soft_delay(200);}

/* Waiting for MCU reset. */
while(1){}}配置IWDG
/* IWDG. */
#define BOARD_IWDG_PORT          IWDG
#define BOARD_IWDG_RELOAD          0x7ff //0x3ff
#define BOARD_IWDG_PRESCALER       IWDG_Prescaler_32初始化：
void IWDG_Init(IWDG_Type * IWDGx, IWDG_Init_Type * init)
{
if ( NULL != init )
{
   IWDGx->KR = IWDG_KEY_UNLOCK;
   IWDGx->PR = init->Prescaler;

   IWDGx->KR = IWDG_KEY_UNLOCK;
   IWDGx->RLR = init->Relaod;

   IWDG_DoReload(IWDGx);
}
}使能IWDG
void IWDG_Start(IWDG_Type * IWDGx)
{
IWDGx->KR = IWDG_KEY_ENABLE;
}重载IWDG
void IWDG_DoReload(IWDG_Type * IWDGx)
{
IWDGx->KR = IWDG_KEY_RELOAD;
}开启中断
void IWDG_EnableInterrupts(IWDG_Type * IWDGx, uint32_t interrupts, bool enable)
{
if( (true == enable ) && (IWDG_INT_ALMOST_TIMEOUT == interrupts) )
{
   IWDGx->CR |= IWDG_CR_IRQSEL_MASK;
}
else
{
   /* if IWDG_EnableInterrupts interrupt was enabled, only MCU reset can close it. */
}
}
4.2 WWDG
1.初始化WWDG_Init()：

[*]配置计数器的计数时基（分频系数）TimeBase
[*]配置“喂狗”重装载窗口值（喂狗上限）ReloadWindow
2.使能WWDG_Enable():

[*]使能WWDG，使计数器开始计数
[*]使能WWDG后，只有复位才能关闭WWDG。
3.重装载计数值WWDG_Reload():

[*]重装载计数值，实现“喂狗”操作
[*]重装载计数值后，计数器从新的计数值开始向下计数
4.中断

[*]提前唤醒中断WWDG_INT_EW，当计数器计数到0x40时发出，通知CPU即将发出复位请求。
[*]同使能WWDG一样，使能提前唤醒中断WWDG_INT_EW后只有复位才能关闭此中断。
初始化：void WWDG_Init(WWDG_Type * WWDGx, WWDG_Init_Type * init)
{
if (NULL != init)
{
   WWDGx->CFGR = WWDG_CFGR_WDGTB(init->Prescaler)
               | WWDG_CFGR_W(init->UpperLimit);
}
}使能WWDG
void WWDG_Start(WWDG_Type * WWDGx)
{
WWDGx->CR |=WWDG_CR_WDGA_MASK;
}重载WWDG
void WWDG_Reload(WWDG_Type * WWDGx, uint32_t value)
{
if (value > WWDG_LOWER_LIMIT)
{
   WWDGx->CR = (WWDGx->CR & ~WWDG_CR_T_MASK) | WWDG_CR_T(value);
}
}中断唤醒
void WWDG_EnableInterrupts(WWDG_Type * WWDGx, uint32_t interrupts, bool enable)
{
if ( (true == enable) && (WWDG_INT_ALMOST_TIMEOUT == interrupts) )
{
   WWDGx->CFGR |= WWDG_CFGR_EWI_MASK;
}
else
{
   /* if WWDG_INT_ALMOST_TIMEOUT interrupt is enabled, only MCU reset can close it. */
}
}配置中断/* WWDG */
#define BOARD_WWDG_PORT          WWDG
#define BOARD_WWDG_IRQn          WWDG_IWDG_IRQn
#define BOARD_WWDG_IRQHandler    WWDG_IWDG_IRQHandler
#define BOARD_WWDG_UPPER_LIMIT    0x7fu
#define BOARD_WWDG_RELOAD_TIMES    100u
#define BOARD_WWDG_RELOAD_VALUE    0x7fu
#define BOARD_WWDG_PRESCALER       WWDG_Prescaler_8开启时钟
/* WWDG. */
RCC_EnableAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_WWDG, true);
RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_WWDG);主函数：
int main(void)
{
BOARD_Init();
printf("\r\nwwdg_basic example.\r\n");

/* Setup WWDG. */
app_wwdg_init();

while (1)
{
   putchar('.');
   app_soft_delay(100);
}
}
5.实验现象
iwdg_basic
https://www.bilibili.com/video/BV11V411V78E/

wwdg_basic
https://www.bilibili.com/video/BV1Ac411c7Sp/

6.附件
原理图：
工程文件：

春娇霹雳娃 发表于 2023-7-31 17:43

春娇霹雳娃 发表于 2023-8-10 11:13

zwll 发表于 2023-8-10 20:56

密码帖？

春娇霹雳娃 发表于 2023-8-15 09:32

zwll 发表于 2023-8-10 20:56
密码帖？

单片小菜 发表于 2023-8-16 16:45

密码贴是啥意思？

春娇霹雳娃 发表于 2023-8-16 17:31

单片小菜发表于 2023-8-16 16:45
密码贴是啥意思？

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