《M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版》第十四章 独立看门狗实验

正点原子运营

第十四章 独立看门狗实验

1）实验平台：正点原子 M144Z-M3 STM32F103最小系统板

2) 章节摘自【正点原子】M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=609293737870

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar ... _mini_sysboard.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32技术交流QQ群:725095144

本章介绍STM32F103独立看门狗（IWDG）的使用，独立看门狗能够帮助CPU在进入错误状态或程序跑飞时进行复位。通过本章的学习，读者将学习到IWDG的使用。

本章分为如下几个小节：

14.1 硬件设计

14.2 程序设计

14.3 下载验证

14.1 硬件设计

14.1.1 例程功能

1. 若每间隔1秒内按下一次WKUP按键，则LED0常亮，否则LED0闪烁

14.1.2 硬件资源

1. LED

       LED0 - PB5

2. 按键

       WKUP - PA0

3. IWDG

14.1.3 原理图

本章实验使用的独立看门狗为STM32F103的片上资源，因此并没有相应的连接原理图。

14.2 程序设计

14.2.1 HAL库的IWDG驱动

在使用IWDG前，需要先对其进行初始化，在初始化操作中要开启IWDG并配置IWDG的预分频系数和重装载值，预分频系数和重装载值就决定了IWDG单次溢出的时间，因此这两个值应该根据实际的应用场景妥善进行设置，若IWDG的溢出时间太长，则对异常情况的反应将变得迟钝，但若设置地太短，则会误触发复位，因此需要妥善设置。使用IWDG的具体步骤如下：

①：初始化IWDG

②：在IWDG溢出前不断地进行“喂狗”操作

在HAL库中对应的驱动函数如下：

①：初始化IWDG

该函数用于初始化IWDG，其函数原型如下所示：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Init(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);

复制代码

该函数的形参描述，如下表所示：

表14.2.1.1 函数HAL_IWDG_Init()形参描述

该函数的返回值描述，如下表所示：

表14.2.1.2 函数HAL_IWDG_Init()返回值描述

该函数需要传入IWDG的句柄指针，该句柄中就包含了IWDG的初始化配置参数结构体，该结构体的定义如下所示：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.     uint32_t Prescaler; /* 分频系数 */
   
4.     uint32_t Reload;    /* 重装载值 */
   
5. }IWDG_InitTypeDef;

复制代码

该函数的使用示例，如下所示：

1. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
2. void example_fun(void)
   
3. {
   
4.    IWDG_HandleTypeDef iwdg_handle = {0};
   
5.    
   
6.     /* 初始化IWDG */
   
7.    iwdg_handle.Instance = IWDG;
   
8.    iwdg_handle.Init.Prescaler = IWDG_PRESCALER_64;
   
9.    iwdg_handle.Init.Reload = 500;
   
10.    HAL_IWDG_Init(&iwdg_handle);
    
11. }

复制代码

②：重装载IWDG

该函数用于重装载IWDG，也就是所谓的“喂狗”，其函数原型如下所示：

1. HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);

复制代码

该函数的形参描述，如下表所示：

表14.2.1.3 函数HAL_IWDG_Refresh()形参描述

该函数的返回值描述，如下表所示：

表14.2.1.4 函数HAL_IWDG_Refresh()返回值描述

该函数的使用示例，如下所示：

1. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
2. void example_fun(void)
   
3. {
   
4.     /* 重装载IWDG（喂狗） */
   
5.     HAL_IWDG_Refresh();
   
6. }

复制代码

14.2.2 看门狗驱动

本章实验的看门狗驱动主要负责向应用层提供IWDG初始化和喂狗的操作函数，本章实验中，看门狗的驱动代码包括wdg.c和wdg.h两个文件。

看门狗驱动中，IWDG的初始化函数，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   初始化独立看门狗
   
3. *@param   prescaler: 预分频器系数
   
4. *@arg     IWDG_PRESCALER_4  : 4分频
   
5. *@arg     IWDG_PRESCALER_8  : 8分频
   
6. *@arg     IWDG_PRESCALER_16 : 16分频
   
7. *@arg     IWDG_PRESCALER_32 : 32分频
   
8. *@arg     IWDG_PRESCALER_64 : 64分频
   
9. *@arg     IWDG_PRESCALER_128: 128分频
   
10. *@arg     IWDG_PRESCALER_256: 256分频
    
11. *@param   reload: 自动重装载值（0~0xFFF）
    
12. *@retval  无
    
13. */
    
14. void iwdg_init(uint32_t prescaler, uint32_t reload)
    
15. {
    
16.    g_iwdg_handler.Instance = IWDG;
    
17.    g_iwdg_handler.Init.Prescaler = prescaler;
    
18.    g_iwdg_handler.Init.Reload = reload;
    
19.    HAL_IWDG_Init(&g_iwdg_handler);
    
20. }

复制代码

IWDG的初始化函数中使能了IWDG并配置其预分频系数和重装载值，并进行了一次“喂狗”防止IWDG一使能就溢出引发复位。

看门狗驱动中，IWDG的“喂狗”函数，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   喂狗独立看门狗
   
3. *@param   无
   
4. *@retval  无
   
5. */
   
6. void iwdg_feed(void)
   
7. {
   
8.    HAL_IWDG_Refresh(&g_iwdg_handler);
   
9. }

复制代码

该函数很简单，就是重装载IWDG的计数值。

14.2.3 实验应用代码

本章实验的应用代码，如下所示：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t key;
   
4.    
   
5.    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
   
6.    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 配置时钟，72MHz */
   
7.    delay_init(72);                     /* 初始化延时 */
   
8.    usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
   
9.    led_init();                         /* 初始化LED */
   
10.    key_init();                         /* 初始化按键 */
    
11.    iwdg_init(IWDG_PRESCALER_64, 625);  /* 初始化独立看门狗，溢出时间约1秒 */
    
12.    
    
13.    delay_ms(100);
    
14.    LED0(0);
    
15.    
    
16.     while (1)
    
17.     {
    
18.          key = key_scan(1);
    
19.          if (key == WKUP_PRES)          /* WKUP按键被按下 */
    
20.          {
    
21.              iwdg_feed();                /* 喂狗独立看门狗 */
    
22.          }
    
23.          
    
24.          delay_ms(10);
    
25.     }
    
26. }

复制代码

可以看到应用代码中，LED初始化后，LED0会处于默认的熄灭状态100毫秒，随后初始化IWDG并点亮LED0，接着在while循环中重复判断WKUP按键是否被按下，若按下则进行“喂狗”操作，若在IWDG溢出前都为按下WKUP按键，则IWDG会触发复位，复位会导致LED0熄灭大约100毫秒（便于观察）。

14.3 下载验证

在完成编译和烧录操作后，可以看到板子上的LED0每间隔一段时间（大约1秒）就闪烁一次，这是因为IWDG不断地溢出，导致的复位。接下来若以时间间隔小于1秒（大约）的速度频繁地按下WKUP按键，则可以在IWDG溢出前及时“喂狗”，具体的现象为LED0不再闪烁。