STM32系列 STM32F4xx 獨立看門狗（IWDG）

0 前言

    因爲單片機的工做經常會受到來自外界電磁場的干擾，形成各類寄存器和內存數據混亂，會致使程序指針錯誤，不在程序區，取出錯誤的程序指令等，都會陷入死循環，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統沒法正常工做，會形成整個系統陷入停滯狀態，發生不可預料的後果。

1 簡介

    STM32F4xx具備兩個看門狗外設，都可用於檢測並解決由軟件錯誤致使的故障，當計數器達到給定的超時值時，觸發一箇中斷（僅適用於窗口型看門狗）或產生系統復位。

    獨立看門狗（IWDG）由其專用的低速時鐘（LSI）驅動，所以，即使在主時鐘發生故障時仍然保持工做狀態。窗口看門狗（WWDG）時鐘由APB1時鐘經預分頻後提供，經過可配置的時間窗口來檢測應用程序非正常的過遲或過早的操做。

    LSI RC 可做爲低功耗時鐘源在停機和待機模式下保持運行，因此，在MCU進入停機或待機模式時，看門狗仍能正常運行，因此須要定時喚醒喂狗，不然，MCU復位重啓。

    獨立看門狗適用於那些須要看門狗做爲一個在主程序外，可以徹底獨立工做，而且對時間精度要求較低的場合。窗口看門狗適合那些要求看門狗在精確計時窗口起做用的應用程序。

2 獨立看門狗特性

• 自由運行遞減計數器
• 時鐘由獨立RC振盪器提供（可在待機和中止模式下運行）
• 當遞減計數器值達到0x000時產生復位（若是看門狗已激活）

3 獨立看門狗功能說明

    當經過對關鍵字寄存器（IWDG_KR）寫入值0xCCCC啓動獨立看門狗時，計數器開始從復位值0xFFF遞減計數。當計數器計數到終值（0x000）時會產生一個復位信號（IWDG復位）。

    任什麼時候候將關鍵字0xAAAA寫到IWDG_KR寄存器中，IWDG_RLR的值就會被重載到計數器，從而避免產生看門狗復位。

硬件看門狗
    若是經過選項字節位使能「硬件看門狗」功能，上電時將自動使能看門狗，若是在計數器計數結束前，若軟件沒有向關鍵字寄存器寫入相應的值，則系統會產生復位。

關於選項字節

選項字節（字，地址0x1FFF C000）
......
USER：用戶選項字節 此字節用於配置如下用能： 選擇看門狗：硬件或軟件 進入停機模式時產生復位事件 進入待機模式時產生復位時間
bit 7	nRST_STDBY 0：進入待機模式時產生復位 1：不產生復位
bit 6	nRST_STOP 0：進入停機模式時產生復位 1：不產生復位
bit 5	WDG_SW 0：硬件看門狗 1：軟件看門狗
......

注：關於bit7和bit6的說明
1.進入待機模式時產生復位：
  此復位的使能方式是清零用戶選項字節中的nRST_STDBY位。使能後，只要成功執行進入待機模式序列，MCU就將復位，而非進入待機模式。
2.進入停機模式時產生復位：
  此復位的使能方式是清零用戶選項字節中的nRST_STOP位。使能後，只要成功執行進入中止模式序列，MCU就將復位，而非進入待機模式。

32kHz（LSI）頻率條件下IWDG超時週期的最小值/最大值

預分頻器	PR[2:0]位	最短超時（ms） RL[11:0] = 0x000	最長超時（ms） RL[11:0] = 0xFFF
/4	0	0.125	512
/8	1	0.25	1024
/16	2	0.5	2048
/32	3	1	4096
/64	4	2	8192
/128	5	4	16384
/256	6	8	32768

4 IWDG寄存器

1. 關鍵字寄存器（IWDG_KR）
   Key register
   
   位31:16 保留，必須保持復位值。
   位15:0 KEY[15:0]:鍵值（Key value）（只寫位，讀爲0000h）
           必須每一個一段時間便經過軟件對這些位寫入鍵值AAAAh，不然當計數器計數到0時，看門狗會產生復位。
           寫入鍵值5555h可以使能對IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器的訪問
           寫入鍵值CCCCh可啓動看門狗（選中硬件看門狗選項的狀況除外）
2. 預分頻寄存器（IWDG_PR）
   Prescaler register
   位31:3 保留，必須保持復位值。
   位2:0 PR[2:0]: 預分頻器（Prescaler divider）
       這些位受寫訪問保護，經過設置這些位來選擇計數器始終的預分頻因子，若要更改預分頻器的分頻係數，IWDG_SR的PVU位必須爲0。
       000：4分頻
       001：8分頻
       010：16分頻
       011：32分頻
       100：64分頻
       101：128分頻
       110：256分頻
       111：256分頻
3. 重載寄存器（IWDG_RLR）
   Reload register
   位31:12 保留，必須保持復位值。
   位11:0 RL[11:0]：看門狗計數器重載值（Watchdog counter reload value）
       這些位受寫訪問保護，每次對IWDG_KR寄存器寫入值AAAAh時，這個值就會重裝載到看門狗計數器中，以後，看門狗計數器便從該裝載的值開始遞減計數。若要更改重載值，IWDG_SR中的RVU位必須爲0。
4. 狀態寄存器（IWDG_SR）
   Status register
   位31:2 保留，必須保持復位值。
   位1 RVU：看門狗計數器重載值更新（Watchdog counter reload value update）
       經過硬件將該位置1以指示重載值正在更新，只有在RVU位爲0時纔可更新。
   位0 PVU：看門狗預分頻器值更新（Watchdog prescaler value update）
       經過硬件將該位置1以指示預分頻器值正在更新，只有在PVU位爲0時纔可更新。

5 代碼實現

/*IWDG看門狗初始化*/ void IWDTDOG_Init(void) {     IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);     IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_256);     IWDG_SetReload((u16)(SYSWDG_TIMEOUT * 1000 /6.4 + 0.5));     IWDG_ReloadCounter(); } /*使能IWDG看門狗*/ void IWDG_Enable(void) {     IWDG->KR = KR_KEY_ENABLE; } /*使能對IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器的寫訪問*/ void IWDG_WriteAccessCmd(uint16_t IWDG_WriteAccess) {     assert_param(IS_IWDG_WRITE_ACCESS(IWDG_WriteAccess));     IWDG->KR = IWDG_WriteAccess; } /*設置IWDG預分頻器的值*/ void IWDG_SetPrescaler(uint8_t IWDG_Prescaler) {     assert_param(IS_IWDG_PRESCALER(IWDG_Prescaler));     IWDG->PR = IWDG_Prescaler; } /*設置IWDG的重載值*/ void IWDG_SetReload(uint16_t Reload) {     assert_param(IS_IWDG_RELOAD(Reload));     IWDG->RLR = Reload; } /*將Reload register的值從新加載IWDG計數器，喂狗操做*/ void IWDG_ReloadCounter(void) {     IWDG->KR = KR_KEY_RELOAD; }

至此，IWDG看門狗已經初始化完畢，並開啓，須要調用IWDG_ReloadCounter()定時喂狗。

6 題外話

    STM32F系列的MCU看門狗開啓以後是關閉不了的，因此在進入待機和停機以後，須要定時喚醒去喂狗，喂狗的時間很短，與ST確認，STM32LXXX和STM8系列，能夠在進入待機和停機以前經過用戶選線字節凍結看門狗。

文章參考資料： 《STM32F4xx中文參考手冊》 《STM32F4xx Reference manual》