看门狗

只看该作者 · 2016-7-30 20:00

在由微控制器构成的微型计算机系统中，由于微控制器的工作常常会受到来自外界电
磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由微控制器控制
的系统无法继续工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于
对微控制器运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测微控制器程序运行
状态的芯片，俗称”看门狗”（watchdog）。
看门狗电路的应用，使微控制器可以在无人状态下实现连续工作，其工作原理是：看
门狗芯片和微控制器的一个 I/O 引脚相连，并定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平
（或低电平），这一程序语句是分散地放在微控制器其他控制语句中间的，一旦微控制器
由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时，写看门狗引脚的程序便不
能被执行，这个时候，看门狗电路就会由于得不到微控制器送来的信号，便在它和微控制
器复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使微控制器发生复位，即程序从程序存储器
的起始位置开始执行，这样便实现了微控制器的自动复位。
在以前传统的 8051 往往没有内置看门狗，都是需要外置看门狗的，例如常用的看门狗芯片有 Max813、 5045、 IMP706、 DS1232。
例如芯片 DS1232 在系统工作时如图 12.1.2，必须不间断的给引脚
----
ST输入一个脉冲系列，这个脉冲的时间间隔由引脚 TD 设定，如
果脉冲间隔大于引脚 TD 的设定值，芯片将输出一个复位脉冲使微控制器复位。一般将这个功能称为看门狗，将输入给看门狗的一系
列脉冲称为“喂狗”。这个功能可以防止微控制器系统死机。

DS1232 看门狗电路

虽然看门狗的好处是很多，但是其成本制约着是否使用外置看门狗抉择。不过幸运的是，现在很多微控制器都内置看门狗，例如
AVR、PIC、ARM，当然现在的 M451 系列微控制器也不例外，其已经内置了看门狗，而且基本上满足了项目的需要。

只看该作者 · 2016-7-30 20:01

特征
 18 位的向上看门狗定时器可满足用户溢出时间间隔要求。
 溢出时间间隔（24 ~218）个 WDT_CLK 时钟周期可选，如 WDT_CLK = 10 kHz，那么溢出时间间隔是 1.6 ms ~ 26.214s。
 系统复位保持时间(1/WDT_CLK)*63 。
 支持看门狗定时器复位延时周期, 包括 1026、130、18 或 3 个 WDT_CLK 的复位延时时间。
 通过设置 CONFIG0 中 CWDTEN[2:0]位为 1，支持芯片上电或复位条件下看门狗强制打开。
 如果时钟源选择内部低速 10k 时钟或 LXT 时钟，支持看门狗定时器溢出唤醒。

只看该作者 · 2016-7-30 20:04

使能看门狗超时中断和超时唤醒中断，设计程序让看门狗产生 3 次超时中断进行喂狗，3次过后则不执行喂狗，让系统复位.

1
void WDT_Open(uint32_t u32TimeoutInterval,
uint32_t u32ResetDelay,
uint32_t u32EnableReset,
uint32_t u32EnableWakeup)
位置：wdt.c
功能：初始化看门狗并启动计数
参数：
u32TimeoutInterval：看门狗超时时间
u32ResetDelay：看门狗复位延迟时间
u32EnableReset：是否使能复位
u32EnableWakeup：是否使能唤醒复位

2
void WDT_EnableInt(void)
位置：wdt.c
功能：使能看门狗触发中断
参数：无

3
WDT_RESET_COUNTER()
位置：wdt.h
功能：复位看门狗计数值
参数：无

4
WDT_GET_TIMEOUT_INT_FLAG()
位置：wdt.h
功能：获取看门狗超时中断标志位值
参数：无

5
WDT_CLEAR_TIMEOUT_INT_FLAG()
位置：wdt.h
功能：清零看门狗超时中断标志位值
参数：无

6
WDT_GET_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG()

位置：wdt.h
功能：获取看门狗超时唤醒中断标志位值
参数：无

7
WDT_CLEAR_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG()
位置：wdt.h
功能：清零看门狗超时唤醒中断标志位值
参数：无

只看该作者 · 2016-7-30 20:05

本帖最后由 heisexingqisi 于 2016-7-30 20:06 编辑

复制

#include "SmartM_M4.h"

/*---------------------------------------------------------*/

/* 全局变量 */

/*---------------------------------------------------------*/

EXTERN_C INT32 IsDebugFifoEmpty(VOID);

VOLATILE UINT32 g_unWDTINTCounts;

VOLATILE UINT8 g_bIsWDTWakeupINT;

/*---------------------------------------------------------*/

/* 函数 */

/*---------------------------------------------------------*/

/****************************************

*函数名称:main

*输 入:无

*输 出:无

*功 能:函数主体

******************************************/

INT32 main(VOID)

{

PROTECT_REG

(

/* 系统时钟初始化 */

SYS_Init(PLL_CLOCK);

/* 使能看门狗时钟 */

CLK_EnableModuleClock(WDT_MODULE);

/* 看门狗时钟源为内部低速 10KHzRC*/

CLK_SetModuleClock(WDT_MODULE, CLK_CLKSEL1_WDTSEL_LIRC, 0);

/* 串口 0 初始化波特率为 115200bps */

UART0_Init(115200);

)

printf("+----------------------------------------+\n");

printf("| WDT Time-out Wake-up Sample Code |\n");

printf("+----------------------------------------+\n\n");

/* 检查复位是否看门狗复位导致 */

if(WDT_GET_RESET_FLAG() == 1)

{

WDT_CLEAR_RESET_FLAG();

printf("*** System has been reset by WDT time-out event ***\n\n");

while(1);

}

/* 使能看门狗 NVIC 中断 */

NVIC_EnableIRQ(WDT_IRQn);

/* 受保护的寄存器都进行解锁 */

SYS_UnlockReg();

g_unWDTINTCounts = g_bIsWDTWakeupINT = 0;

/* 设置看门狗超时时间为 2^14 次方看门狗时钟周期，看门狗延迟复位为 18 个看门狗时钟周期，启动看门狗计数 */

WDT_Open(WDT_TIMEOUT_2POW14, WDT_RESET_DELAY_18CLK, TRUE, TRUE);

/* 使能看门狗触发中断 */

WDT_EnableInt();

while(1)

{

/* 系统进入掉电模式前必须对受保护的寄存器进行解锁，因为改写 PWRCTL 寄存器需要对其解锁 */

SYS_UnlockReg();

printf("\nSystem enter to power-down mode ...\n");

/* 检查是否所有打印信息已经结束 */

while(IsDebugFifoEmpty() == 0);

/* 系统进入掉电模式 */

CLK_PowerDown();

/* 检查当前看门狗是否触发了超时中断和唤醒中断 */

while(g_bIsWDTWakeupINT == 0);

g_bIsWDTWakeupINT = 0;

/* 打印当前看门狗触发中断的次数 */

printf("System has been waken up done. WDT interrupt counts: %d.\n\n", g_unWDTINTCounts);

}

}

/*---------------------------------------------------------*/

/* 中断服务函数 */

/*---------------------------------------------------------*/

VOID WDT_IRQHandler(VOID)

{

if(g_unWDTINTCounts < 3)

{

/* 看门狗复位计数值亦即喂狗 */

WDT_RESET_COUNTER();

}

/* 检查当前看门狗触发的中断是否超时中断 */

if(WDT_GET_TIMEOUT_INT_FLAG() == 1)

{

/* 清除看门狗超时中断标志位 */

WDT_CLEAR_TIMEOUT_INT_FLAG();

g_unWDTINTCounts++;

}

/* 检查当前看门狗触发的中断是否超时唤醒中断 */

if(WDT_GET_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG() == 1)

{

/* 清除看门狗超时唤醒中断标志位 */

WDT_CLEAR_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG();

g_bIsWDTWakeupINT = 1;

}

}

只看该作者 · 2016-7-30 20:07

主程序 main 分析：
a. 调用CLK_EnableModuleClock函数使能看门狗时钟，并调用CLK_SetModuleClock设置看门狗时钟源为内部低速10KHzRC
振荡器。
b. 调用 WDT_GET_RESET_FLAG 函数检测当前的复位是否看门狗复位后进入初始化硬件流程的，若是，打印输出信息。
c. 调用 WDT_Open 函数设置看门狗超时时间为 2^14 次方看门狗时钟周期，看门狗延迟复位为 18 个看门狗时钟周期，启动看门狗
计数。
d. 调用 WDT_EnableInt 函数使能看门狗触发中断。
e. 当看门狗产生超时中断的时候，g_bIsWDTWakeupINT 将被置 1，通过 while(g_bIsWDTWakeupINT == 0)代码进行检测，
并打印输出看门狗产生中断的次数。
[4]中断服务函数 WDT_IRQHandler 分析
a. g_unWDTINTCounts 变量用于记录看门狗产生中断的次数，若小于 3 的时候，则调用 WDT_RESET_COUNTER 函数复位看门狗
计数值亦即喂狗；若等于 3 的时候，不喂狗，将会发生看门狗复位。
b. 调用 WDT_GET_TIMEOUT_INT_FLAG 函数获取当前看门狗是否触发超时中断，若是，则调用 WDT_CLEAR_TIMEOUT_INT_FLAG
清除当前标志位，且 g_unWDTINTCounts 自加 1。
c. 调用 WDT_GET_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG 函数检测当前看门狗是否触发超时唤醒中断，若是，则调用

WDT_CLEAR_TIMEOUT_WAKEUP_FLAG 清除当前标志位，且 g_bIsWDTWakeupINT 置 1。

只看该作者 · 2016-7-31 18:23

/* 检查当前看门狗触发的中断是否超时中断 */
if(WDT_GET_TIMEOUT_INT_FLAG() == 1)
{
/* 清除看门狗超时中断标志位 */
WDT_CLEAR_TIMEOUT_INT_FLAG();
g_unWDTINTCounts++;
}

1万 · 2016-7-31 21:49

一旦微控制器
由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时，写看门狗引脚的程序便不
能被执行，这个时候，看门狗电路就会由于得不到微控制器送来的信号，便在它和微控制
器复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使微控制器发生复位，即程序从程序存储器
的起始位置开始执行，这样便实现了微控制器的自动复位。

只看该作者 · 2016-7-31 22:41

看门狗在保护系统不被死机的作用非常大。