1）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：ALIENTEK NANO STM32F411 V1開(kāi)發(fā)板2）摘自《正點(diǎn)原子STM32F4 開(kāi)發(fā)指南（HAL 庫(kù)版》關(guān)注官方微信號(hào)公眾號(hào)，獲取更多資料：正點(diǎn)原子

第十一章 獨(dú)立看門(mén)狗（IWDG）實(shí)驗(yàn)
這一章，我們將向大家介紹如何使用 STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗（以下簡(jiǎn)稱(chēng) IWDG）。STM32F4
內(nèi)部自帶了 2 個(gè)看門(mén)狗：獨(dú)立看門(mén)狗（IWDG）和窗口看門(mén)狗（WWDG）。這一章我們只介紹
獨(dú)立看門(mén)狗，窗口看門(mén)狗將在下一章介紹。在本章中，我們將通過(guò)按鍵 KEY_UP 來(lái)喂狗，然后
通過(guò) DS0 提示復(fù)位狀態(tài)。本章分為如下幾個(gè)部分：
11.1 STM32F4 獨(dú)立看門(mén)狗簡(jiǎn)介
11.2 硬件設(shè)計(jì)
11.3 軟件設(shè)計(jì)
11.4 下載驗(yàn)證
11.5 STM32CubeMX 配置 IWDG11.1 STM32F4 獨(dú)立看門(mén)狗簡(jiǎn)介
STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗由內(nèi)部專(zhuān)門(mén)的 32Khz 低速時(shí)鐘（LSI）驅(qū)動(dòng)，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障，
它也仍然有效。這里需要注意獨(dú)立看門(mén)狗的時(shí)鐘是一個(gè)內(nèi)部 RC 時(shí)鐘，所以并不是準(zhǔn)確的 32Khz，
而是在 15~47Khz 之間的一個(gè)可變化的時(shí)鐘，只是我們?cè)诠浪愕臅r(shí)候，以 32Khz 的頻率來(lái)計(jì)算，
看門(mén)狗對(duì)時(shí)間的要求不是很精確，所以，時(shí)鐘有些偏差，都是可以接受的。
獨(dú)立看門(mén)狗有幾個(gè)寄存器與我們這節(jié)相關(guān)，我們分別介紹這幾個(gè)寄存器，首先是鍵值寄存
器 IWDG_KR，該寄存器的各位描述如圖 11.1.1 所示：

圖 11.1.1 IWDG_KR 寄存器各位描述
在鍵值寄存器(IWDG_KR)中寫(xiě)入 0xCCCC，開(kāi)始啟用獨(dú)立看門(mén)狗；此時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始從其復(fù)
位值 0xFFF 遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到末尾 0x000 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)(IWDG_RESET)。
無(wú)論何時(shí)，只要鍵寄存器 IWDG_KR 中被寫(xiě)入 0xAAAA， IWDG_RLR 中的值就會(huì)被重新加載
到計(jì)數(shù)器中從而避免產(chǎn)生看門(mén)狗復(fù)位 。
IWDG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器具有寫(xiě)保護(hù)功能。要修改這兩個(gè)寄存器的值，必須先向
IWDG_KR 寄存器中寫(xiě)入 0x5555。將其他值寫(xiě)入這個(gè)寄存器將會(huì)打亂操作順序，寄存器將重新
被保護(hù)。重裝載操作(即寫(xiě)入 0xAAAA)也會(huì)啟動(dòng)寫(xiě)保護(hù)功能。
接下來(lái)，我們介紹預(yù)分頻寄存器（IWDG_PR），該寄存器用來(lái)設(shè)置看門(mén)狗時(shí)鐘的分頻系數(shù)，
最低為 4，最高位 256，該寄存器是一個(gè) 32 位的寄存器，但是我們只用了最低 3 位，其他都是
保留位。預(yù)分頻寄存器各位定義如圖 11.1.2 所示：

圖 11.1.2 IWDG_ PR 寄存器各位描述
在介紹完 IWDG_PR 之后，我們介紹一下重裝載寄存器。該寄存器用來(lái)保存重裝載到計(jì)數(shù)
器中的值。該寄存器也是一個(gè) 32 位寄存器，但是只有低 12 位是有效的，該寄存器的各位描述
如圖 11.1.3 所示：

圖 11.1.3 重裝載寄存器各位描述
只要對(duì)以上三個(gè)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，我們就可以啟動(dòng) STM32F4 的獨(dú)立看門(mén)狗，獨(dú)立
看門(mén)狗相關(guān)的 HAL 庫(kù)操作函數(shù)在文件 stm32f4xx_hal_iwdog.c 和頭文件 stm32f4xx_hal_iwdg.h
中。接下來(lái)我們講解一下通過(guò) HAL 庫(kù)配置獨(dú)立看門(mén)狗的步驟：1）取消寄存器寫(xiě)保護(hù)，設(shè)置看門(mén)狗預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值，并啟動(dòng)看門(mén)狗
首先我們必須取消 IWDOG_PR 和 IWDG_RLR 寄存器的寫(xiě)保護(hù)，這樣才可以設(shè)置寄存器
IWDG_PR 和 IWDG_RLR 的值。取消寫(xiě)保護(hù)和設(shè)置預(yù)分配系數(shù)以及重裝載值在 HAL 庫(kù)中是通
過(guò)函數(shù) HAL_IWDG_Init 實(shí)現(xiàn)的。該函數(shù)聲明為：
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Init(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);
該函數(shù)只有一個(gè)入口參數(shù) hiwdg，該函數(shù)是 IWDG_HandleTypeDef 結(jié)構(gòu)體指針類(lèi)型。接下
來(lái)我們看看結(jié)構(gòu)體 IWDG_HandleTypeDef 定義：
typedef struct
{
IWDG_TypeDef
*Instance;
IWDG_InitTypeDef
Init;
}IWDG_HandleTypeDef;
成員變量 Instance 用來(lái)設(shè)置看門(mén)狗寄存器基地址，實(shí)際上在 HAL 庫(kù)中已經(jīng)通過(guò)標(biāo)識(shí)符定義
了，這里對(duì)于獨(dú)立看門(mén)狗直接設(shè)置為標(biāo)識(shí)符 IWDG 即可。
成員變量 Init 是一個(gè) IWDG_InitTypeDef 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型，該結(jié)構(gòu)體只有 2 個(gè)成員變量，分別
用來(lái)設(shè)置獨(dú)立看門(mén)狗的預(yù)分頻系數(shù)和重裝載值，定義如下：
typedef struct
{
uint32_t Prescaler;
uint32_t Reload;
} IWDG_InitTypeDef;
HAL_IWDG_Init 函數(shù)使用的一般方法為：
IWDG_HandleTypeDef IWDG_Handler; //獨(dú)立看門(mén)狗句柄
IWDG_Handler.Instance=IWDG;
//獨(dú)立看門(mén)狗
IWDG_Handler.Init.Prescaler=IWDG_PRESCALER_64;
//設(shè)置 IWDG 分頻系數(shù)
IWDG_Handler.Init.Reload=625;
//重裝載值
HAL_IWDG_Init(&IWDG_Handler);
//初始化 IWDG,默認(rèn)會(huì)開(kāi)啟獨(dú)立看門(mén)狗
上面程序的作用是初始化 IWDG，設(shè)置分頻系數(shù)為 64，重裝載值為 500。設(shè)置完預(yù)分頻系
數(shù)和重裝載值后，我們就可以知道看門(mén)狗的喂狗時(shí)間（也就是看門(mén)狗溢出時(shí)間），該時(shí)間的計(jì)
算方式為：
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /32
其中 Tout 為看門(mén)狗溢出時(shí)間（單位為 ms）；prer 為看門(mén)狗時(shí)鐘預(yù)分頻值（IWDG_PR 值），
范圍為 0~7；rlr 為看門(mén)狗的重裝載值（IWDG_RLR 的值）；
比如我們?cè)O(shè)定 prer 值為 4（4 代表的是 64 分頻，HAL 庫(kù)中可以使用宏定義標(biāo)識(shí)符
IWDG_PRESCALER_64），rlr 值為 500，那么就可以得到 Tout=64×500/32=1000ms，這樣，看
門(mén)狗的溢出時(shí)間就是 1s，只要你在一秒鐘之內(nèi)，有一次寫(xiě)入 0XAAAA 到 IWDG_KR，就不會(huì)
導(dǎo)致看門(mén)狗復(fù)位（當(dāng)然寫(xiě)入多次也是可以的）。這里需要提醒大家的是，看門(mén)狗的時(shí)鐘不是準(zhǔn)
確的 40Khz，所以在喂狗的時(shí)候，最好不要太晚了，否則，有可能發(fā)生看門(mén)狗復(fù)位。
內(nèi)部初始化 IWDG 后，同時(shí)會(huì)啟動(dòng)看門(mén)狗（IWDG_KR 寫(xiě)入 0XCCCC）。2）重載計(jì)數(shù)值喂狗（向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XAAAA）
在 HAL 中重載計(jì)數(shù)值函數(shù)是 HAL_IWDG_Refresh，該函數(shù)聲明為：
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)；
該函數(shù)有一個(gè)入口參數(shù)為前面所講的 IWDG_HandleTypeDef 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型指針，它的作用是
把值 0xAAAA 寫(xiě)入到 IWDG_KR 寄存器，從而觸發(fā)計(jì)數(shù)器重載，及實(shí)現(xiàn)獨(dú)立看門(mén)狗的喂狗操作。3）啟動(dòng)看門(mén)狗（向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XAAAA）
HAL 庫(kù)函數(shù)里面啟動(dòng)獨(dú)立看門(mén)狗的函數(shù)是 HAL_IWDG_Start:
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Start(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);
通過(guò)上面 3 個(gè)步驟，我們就可以啟動(dòng) STM32F4 的看門(mén)狗了，使能了看門(mén)狗，在程序里面
就必須間隔一定時(shí)間喂狗，否則將導(dǎo)致程序復(fù)位。利用這一點(diǎn)，我們本章將通過(guò)一個(gè) LED 燈來(lái)
指示程序是否重啟，來(lái)驗(yàn)證 STM32F4 的獨(dú)立看門(mén)狗。
在配置看門(mén)狗后，DS0 將常亮，如果 KEY_UP 按鍵按下，就喂狗，只要 KEY_UP 不停的
按，看門(mén)狗就一直不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位，保持 DS0 的常亮，一旦超過(guò)看門(mén)狗定溢出時(shí)間（Tout）還沒(méi)
按，那么將會(huì)導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致 DS0 熄滅一次。11.2 硬件設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)用到的硬件資源有：
1） 指示燈 DS0
2） WK_UP 按鍵
3） 獨(dú)立看門(mén)狗
前面兩個(gè)在之前都有介紹，而獨(dú)立看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)的核心是在 STM32F4 內(nèi)部進(jìn)行，并不需要
外部電路。但是考慮到指示當(dāng)前狀態(tài)和喂狗等操作，我們需要 2 個(gè) IO 口，一個(gè)用來(lái)輸入喂狗
信號(hào)，另外一個(gè)用來(lái)指示程序是否重啟。喂狗我們采用板上的 KEY_UP 鍵來(lái)操作，而程序重啟，
則是通過(guò) DS0 來(lái)指示的。11.3 軟件設(shè)計(jì)
我們直接打開(kāi)光盤(pán)的獨(dú)立看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)工程，可以看到工程里面新增了 iwdg.c，同時(shí)引入了
頭文件 iwdg.h。同樣的道理，我們要加入 HAL 庫(kù)看門(mén)狗支持文件 stm32f4xx_hal_iwdg.h 和
stm32f4xx_hal_iwdg.c 文件。
iwdg.c 里面的代碼如下：
#include "iwdg.h"
IWDG_HandleTypeDef IWDG_Handler; //獨(dú)立看門(mén)狗句柄
//初始化獨(dú)立看門(mén)狗
//prer:分頻數(shù):IWDG_PRESCALER_4~IWDG_PRESCALER_256
//rlr:自動(dòng)重裝載值,0~0XFFF.
//時(shí)間計(jì)算(大概):Tout=((4*2^prer)*rlr)/32 (ms).
void IWDG_Init(u8 prer,u16 rlr)
{
IWDG_Handler.Instance=IWDG;
IWDG_Handler.Init.Prescaler=prer;
//設(shè)置 IWDG 分頻系數(shù)
IWDG_Handler.Init.Reload=rlr;
//重裝載值
HAL_IWDG_Init(&IWDG_Handler); //初始化 IWDG,默認(rèn)會(huì)開(kāi)啟獨(dú)立看門(mén)狗
HAL_IWDG_Start(&IWDG_Handler); //啟動(dòng)獨(dú)立看門(mén)狗
}
//喂獨(dú)立看門(mén)狗
void IWDG_Feed(void)
{
HAL_IWDG_Refresh(&IWDG_Handler); //喂狗
}
該代碼就 2 個(gè)函數(shù)，void IWDG_Init(u8 prer，u16 rlr)是獨(dú)立看門(mén)狗初始化函數(shù)，就是按照
上面介紹的步驟 1 來(lái)初始化獨(dú)立看門(mén)狗的，并且啟動(dòng)。該函數(shù)有 2 個(gè)參數(shù)，分別用來(lái)設(shè)置與預(yù)
分頻數(shù)與重裝寄存器的值的。通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)，就可以大概知道看門(mén)狗復(fù)位的時(shí)間周期為多少
了。其計(jì)算方式上面有詳細(xì)的介紹，這里不再多說(shuō)了。
void IWDG_Feed(void)函數(shù)，該函數(shù)用來(lái)喂狗，因?yàn)?STM32F4 的喂狗只需要向鍵值寄存器
寫(xiě)入 0XAAAA 即可,也就是調(diào)用 IWDG_ReloadCounter()函數(shù)，所以，我們這個(gè)函數(shù)也是簡(jiǎn)單的
很。
iwdg.h 內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，主要是一些函數(shù)聲明，這里我們忽略不講解。
接下來(lái)我們看看主函數(shù) main 的代碼。在主程序里面我們先初始化一下系統(tǒng)代碼，然后啟動(dòng)
按鍵輸入和看門(mén)狗，在看門(mén)狗開(kāi)啟后馬上點(diǎn)亮 LED0（DS0），并進(jìn)入死循環(huán)等待按鍵的輸入，
一旦 KEY_UP 有按鍵，則喂狗，否則等待 IWDG 復(fù)位的到來(lái)。這段代碼很容易理解，該部分
代碼如下：
int main(void)
{
HAL_Init();
//初始化 HAL 庫(kù)
Stm32_Clock_Init(96,4,2,4); //設(shè)置時(shí)鐘,96Mhz
delay_init(96);
//初始化延時(shí)函數(shù)
uart_init(115200);
//初始化串口 115200
LED_Init();
//初始化 LED
KEY_Init();
//初始化按鍵
delay_ms(100);
//延時(shí) 100ms 再初始化看門(mén)狗,LED0 的變化"可見(jiàn)"
IWDG_Init(IWDG_PRESCALER_64,500); //分頻數(shù)為 64,重載值為 500,溢出時(shí)間為 1s
LED0=0;
while(1)
{
if(KEY_Scan(0)==WKUP_PRES) //如果 WK_UP 按下，喂狗
{
IWDG_Feed();
//喂狗
}
delay_ms(10);
}
}
上面的代碼，鑒于篇幅考慮，我們沒(méi)有把頭文件給列出來(lái)（后續(xù)實(shí)例將會(huì)采用類(lèi)同的方
式處理），因?yàn)橐院笪覀儼念^文件會(huì)越來(lái)越多，大家想看，可以直接打開(kāi)光盤(pán)相關(guān)源碼查
看。至此，獨(dú)立看門(mén)狗的實(shí)驗(yàn)代碼，我們就全部編寫(xiě)完了，接著要做的就是下載驗(yàn)證了，看看
我們的代碼是否真的正確。11.4 下載驗(yàn)證
在編譯成功之后，我們就可以下載代碼到 NANO STM32F4 開(kāi)發(fā)板上，實(shí)際驗(yàn)證一下，我
們的程序是否正確。下載代碼后，可以看到 DS0 不停的閃爍，證明程序在不停的復(fù)位，否則只
會(huì) DS0 常亮。這時(shí)我們?cè)囋嚥煌５陌?KEY_UP 按鍵，可以看到 DS0 就常亮了，不會(huì)再閃爍。
說(shuō)明我們的實(shí)驗(yàn)是成功的。11.5 STM32CubeMX 配置 IWDG
使用 STM32CubeMX 工具配置 IWDG 生成初始化代碼的步驟非常簡(jiǎn)單，我們只需要使能
IWDG，同時(shí)配置 IWDG 的預(yù)分頻系數(shù)和自動(dòng)裝載值即可。
首先我們看看使能 IWDG 的方法，在 System Core 界面的一欄選擇 IWDG，然后勾選上
Activated 選項(xiàng)即可使能 IWDG。操作方法如下圖 11.5.1：

圖 11.5.1 IWDG 配置選項(xiàng)
接下來(lái)依次點(diǎn)擊 Configuration->IWDG，進(jìn)入 IWDG 參數(shù)配置界面。進(jìn)入配置界面后，我
們依次配置 IWDG 的預(yù)分頻系數(shù)和自動(dòng)裝載值，這兩個(gè)參數(shù)的含義我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)講解。
IWDG
Configuration 配置界面如下圖 11.5.2 所示：

圖 11.5.2 IWDG 參數(shù)配置界面
這里我們配置預(yù)分頻系數(shù)為 64，同時(shí)自動(dòng)裝載值為 500 即可。配置完成后生成實(shí)驗(yàn)工程。
在生成的工程中，打開(kāi) main 文件可以看到生成的函數(shù) MX_IWDG_Init 和看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)工程中的
IWDG_Init 函數(shù)內(nèi)容一致，不同的是 IWDG_Init 函數(shù)的這兩個(gè)參數(shù)是通過(guò)入口參數(shù)傳入的。當(dāng)然，對(duì)于合適啟動(dòng)看門(mén)狗以及何時(shí)喂狗的操作軟件是無(wú)法確定的，還需要用戶(hù)根據(jù)自己需求在合適的程序段中編寫(xiě)這兩項(xiàng)操作。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的stm32看门狗_「正点原子NANO STM32开发板资料连载」第十一章 独立看门狗实验的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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