搜索
bottom↓
回复: 0

《MiniPro STM32H750 开发指南》第十八章 独立看门狗(IWDG)实验

[复制链接]

出0入234汤圆

发表于 2022-9-1 11:05:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 正点原子 于 2022-9-1 11:05 编辑

1)实验平台:正点原子MiniPro STM32H750开发板
2)平台购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?id=677017430560
3)全套实验源码+手册+视频下载地址:http://www.openedv.com/docs/boar
4)MiniPro STM32H750技术交流QQ群:756580169 lQLPJxaFi2zaB4UWWrDAMgIsFEW2pwLb3abnwDMA_90_22.png
lQDPJxaFi2nfFizMjM0CbLCPlxn_FVheIQLb3aGrwFQA_620_140.jpg

lQLPJxaFi2nfFhLMkM0BXrDNvOUyeU_FPgLb3aGvQNIA_350_144.png


第十八章 独立看门狗(IWDG)实验


本章我们学习如何使用STM32H7的独立看门狗(以下简称IWDG)。STM32H7内部自带了2个看门狗:独立看门狗(IWDG)和窗口看门狗(WWDG)。这一章我们只介绍独立看门狗,窗口看门狗将在下一章介绍。在本章中,我们将通过按键KEY_UP来喂狗,然后通过LED0提示复位状态。
本章分为如下几个小节:
18.1 IWDG简介
18.2 硬件设计
18.3 程序设计
18.4 下载验证


18.1 IWDG简介

独立看门狗本质上是一个定时器,这个定时器有一个输出端,可以输出复位信号。该定时器是一个12位的递减计数器,当计数器的值减到0的时候,就会产生一个复位信号。如果在计数没减到0之前,重置计数器的值的话,那么就不会产生复位信号,这个动作我们称为喂狗。看门狗功能由VDD电压域供电,在停止模式和待机模式下仍然可以工作。
18.1.1 IWDG框图
下面先来学习IWDG框图,通过学习IWDG框图会有一个很好的整体掌握,同时对之后的编程也会有一个清晰的思路。
第十八章 独立看门狗455.png
图18.1.1.1 IWDG框图

从IWDG框图整体认知就是,IWDG有一个输入(时钟lsi_ck),经过一个8位的可编程预分频器提供时钟给一个12位递减计数器,满足条件就会输出一个复位信号(iwdg1_out_rst)。IWDG内部输入/输出信号如下表:
6C4EF073-D97B-48d1-BDF3-96B18489C78F.png
表18.1.1.1 IWDG内部输入/输出信号

STM32H750的独立看门狗由内部专门的32Khz低速时钟(lsi_ck)驱动,即使主时钟发生故障,它也仍然有效。这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部RC时钟,所以并不是准确的32Khz,而是在17~47Khz之间的一个可变化的时钟,只是我们在估算的时候,以32Khz的频率来计算,看门狗对时间的要求不是很精确,所以,时钟有些偏差,都是可以接受的。
18.1.2 IWDG寄存器
IWDG的框图很简单,用到的寄存器也不多。我们主要用到其中3个寄存器:
键寄存器(IWDG_KR)
键寄存器可以看作是独立看门狗的控制寄存器,其描述如图18.1.2.1所示:
第十八章 独立看门狗956.png
图18.1.2.1 WDG_KR寄存器

在键寄存器(IWDG_KR)中写入0xCCCC,开始启用独立看门狗;此时计数器开始从其复位值0xFFF递减计数。当计数器计数到末尾0x000时,会产生一个复位信号(IWDG_RESET)。 无论何时,只要键寄存器IWDG_KR中被写入0xAAAA, IWDG_RLR中的值就会被重新加载到计数器中从而避免产生看门狗复位 。
IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器具有写保护功能。要修改这两个寄存器的值,必须先向IWDG_KR寄存器中写入0x5555。将其他值写入这个寄存器将会打乱操作顺序,寄存器将重新被保护。重装载操作(即写入0xAAAA)也会启动写保护功能。
预分频寄存器(IWDG_PR)
预分频寄存器描述如图18.1.2.2所示:
第十八章 独立看门狗1299.png
图18.1.2.2 IWDG_ PR寄存器

该寄存器用来设置看门狗时钟(LSI)的分频系数,最低为4分频,最高位256分频,该寄存器是一个32位的寄存器,但是我们只用了最低3位,其他都是保留位。
重载寄存器(IWDG_ RLR)
第十八章 独立看门狗1416.png
图18.1.2.3 IWDG_ RLR寄存器

该寄存器用来保存重装载到计数器中的值。该寄存器也是一个32位寄存器,只有低12位是有效的。
18.2 硬件设计
1. 例程功能
在配置看门狗后,LED0将常亮,如果KEY_UP按键按下,就喂狗,只要KEY_UP不停的按,看门狗就一直不会产生复位,保持LED0的常亮,一旦超过看门狗定溢出时间(Tout)还没按,那么将会导致程序重启,这将导致LED0熄灭一次。
2. 硬件资源
1)RGB灯
     RED :LED0 - PB4
2)独立按键
     WK_UP - PA0。
3)独立看门狗
3. 原理图
独立看门狗实验的核心是在STM32H750内部进行,并不需要外部电路。但是考虑到指示当前状态和喂狗等操作,我们需要2个IO口,一个用来输入喂狗信号,另外一个用来指示程序是否重启。喂狗我们采用板上的KEY_UP键来操作,而程序重启,则是通过LED0来指示的。
18.3 程序设计
18.3.1 IWDG的HAL库驱动
IWDG在HAL库中的驱动代码在stm32h7xx_hal_iwdg.c文件(及其头文件)中。
1. HAL_IWDG_Init函数
IWDG的初始化函数,其声明如下:
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Init(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);
函数描述:
用于初始化IWDG。
函数形参:
形参1是IWDG句柄,IWDG_HandleTypeDef结构体类型,其定义如下:
typedef struct
{
   IWDG_TypeDef                 *Instance;  /* IWDG寄存器基地址 */
   IWDG_InitTypeDef             Init;       /* IWDG初始化参数 */
}IWDG_HandleTypeDef;
1)Instance:指向IWDG寄存器基地址。
2)Init:IWDG初始化结构体,用于配置计数器的相关参数。
IWDG_InitTypeDef这个结构体类型定义如下:
typedef struct
{
  uint32_t Prescaler;          /* 预分频系数 */
  uint32_t Reload;             /* 重装载值 */
  uint32_t Window;             /* 窗口值 */
} IWDG_InitTypeDef;
1)Prescaler:预分频系数,IWDG_PRESCALER_4到IWDG_PRESCALER_256。
2)Reload:重装载值,范围:0到0x0FFF。
3)Window:窗口值。
函数返回值:
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
2. HAL_IWDG_Refresh函数
HAL_IWDG_Refresh函数是独立看门狗的喂狗函数。其声明如下:
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg);
函数描述:
用于把重装载寄存器的值重载到计数器中,喂狗,防止IWDG复位。
函数形参:
形参1是IWDG_HandleTypeDef结构体指针类型的IWDG句柄。
函数返回值:
HAL_StatusTypeDef枚举类型的值。
独立看门狗配置步骤
1)取消寄存器写保护,设置看门狗预分频系数和重装载值
首先我们必须取消IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器的写保护,这样才可以设置寄存器IWDG_PR和IWDG_RLR的值。取消写保护和设置预分频系数以及重装载值在HAL库中是通过函数HAL_IWDG_Init实现的。
通过该函数设置看门狗的分频系数,和重装载的值。看门狗的喂狗时间(也就是看门狗溢出时间)的计算方式为:
Tout=((4×2^prer) ×rlr) /32
其中Tout为看门狗溢出时间(单位为ms)。
prer为看门狗时钟预分频值(IWDG_PR值),范围为0~7。
rlr为看门狗的重装载值(IWDG_RLR的值)。
比如我们设定prer值为4(4代表的是64分频,HAL库中可以使用宏定义标识符IWDG_PRESCALER_64),rlr值为500,那么就可以得到Tout=64×500/32=1000ms,这样,看门狗的溢出时间就是1s,只要你在一秒钟之内,有一次写入0XAAAA到IWDG_KR,就不会导致看门狗复位(当然写入多次也是可以的)。这里需要提醒大家的是,看门狗的时钟不是准确的32Khz,所以在喂狗的时候,最好不要太晚了,否则,有可能发生看门狗复位。
2)重载计数值喂狗(向IWDG_KR写入0XAAAA)
在HAL中重载计数值的函数是HAL_IWDG_Refresh,该函数的作用是把值0xAAAA写入到IWDG_KR寄存器,从而触发计数器重载,即实现独立看门狗的喂狗操作。
3) 启动看门狗(向IWDG_KR写入0XCCCC)
HAL库函数里面启动独立看门狗是通过宏定义标识符来实现的:
#define __HAL_IWDG_START(__HANDLE__)        
         WRITE_REG((__HANDLE__)->Instance->KR, IWDG_KEY_ENABLE);
我们只需要调用宏定义标识符__HAL_IWDG_START即可实现看门狗使能。实际上,当我们调用了看门狗初始化函数HAL_IWDG_Init之后,在内部已经调用了该宏启动看门狗。
18.3.2 程序流程图
第十八章 独立看门狗3761.png
图18.3.2.1 独立看门狗实验程序流程图

18.3.3 程序解析
1. IWDG驱动代码
这里我们只讲解核心代码,详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。独立看门狗(IWDG)驱动源码包括两个文件:wdg.c和wdg.h。
wdg.h头文件只有函数的声明,就不解释了。下面我们直接解析wdg.c的程序,先看IWDG的初始化函数,其定义如下:
/**
* @brief       初始化独立看门狗
* @param       prer: IWDG_PRESCALER_4~IWDG_PRESCALER_256,对应4~256分频
*   @arg       分频因子 = 4 * 2^prer. 但最大值只能是256!
* @param       rlr: 自动重装载值,0~0XFFF.
* @note        时间计算(大概):Tout=((4 * 2^prer) * rlr) / 32 (ms).
* @retval      无
*/
void iwdg_init(uint8_t prer, uint16_t rlr)
{
    g_iwdg_handle.Instance = IWDG1;
    g_iwdg_handle.Init.Prescaler = prer;                         /* 设置IWDG分频系数 */
    g_iwdg_handle.Init.Reload = rlr;                              /* 重装载 */
    g_iwdg_handle.Init.Window = IWDG_WINDOW_DISABLE;           /* 关闭窗口功能 */
    HAL_IWDG_Init(&g_iwdg_handle);   
}
IWDG_Init是独立看门狗初始化函数,主要设置预分频数和重装载寄存器的值。通过这两个寄存器,就可以大概知道看门狗复位的时间周期为多少了。
/**
* @brief       喂独立看门狗
* @param       无
* @retval      无
*/
void iwdg_feed(void)
{   
    HAL_IWDG_Refresh(&g_iwdg_handle); /* 重装载计数器 */
}
iwdg_feed函数用来喂狗,在该函数内部只需调用HAL库函数HAL_IWDG_Refresh。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码:
int main(void)
{
    sys_cache_enable();                         /* 打开L1-Cache */
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);        /* 设置时钟, 480Mhz */
    delay_init(480);                            /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                           /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                   /* 初始化LED */
    key_init();                                    /* 初始化按键 */
    delay_ms(100);                                /* 延时100ms再初始化看门狗,LED0的变化可见"*/
    iwdg_init(IWDG_PRESCALER_64, 500);        /* 预分频数为64,重载值为500,溢出时间为1s */
    LED0(0);                                       /* 点亮LED0(红灯) */
    while (1)
    {
        if (key_scan(0) == WKUP_PRES)         /* 如果WK_UP按下,则喂狗 */
        {
            iwdg_feed();                         /* 喂狗 */
        }
        delay_ms(10);
    }
}
在main函数里,先初始化系统和用户的外设代码,然后先点亮LED0,在无限循环里开始获取按键的键值,并判断是不是按键WK_UP按下,是的话就喂狗,不是则延时10ms,继续上述操作。当1秒钟后都没测到按键WK_UP按下,IWDG就会产生一次复位信号,系统复位,可以看到LED0因系统复位熄灭一次,再亮。反之,当按下按键WK_UP后,1秒内再按下按键WK_UP,就会及时喂狗,结果就是系统不会复位,LED0也就不会闪烁。
iwdg_init(IWDG_PRESCALER_64, 500);这个语句有必要跟大家说明一下,这里的第一个形参直接使用HAL库自定义的IWDG_PRESCALER_64,即预分频系数为64,重装载值是500,所以可由公式得到Tout=64×500/32=1000ms,即溢出时间就是1s。只要你在一秒钟之内,有一次写0XAAAA到IWDG_KR,就不会导致看门狗复位(当然写入多次也是可以的)。这里需要提醒大家的是,看门狗的时钟不是准确的32Khz,所以在喂狗的时候,最好不要太晚了,否则,有可能发生看门狗复位。
18.4 下载验证
下载代码后,可以看到LED0不停的闪烁,证明系统在不停的复位,否则LED0常亮。这时我们试试不停的按KEY_UP按键,可以看到LED0就常亮了,不会再闪烁。说明我们的实验是成功的。

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。
回帖提示: 反政府言论将被立即封锁ID 在按“提交”前,请自问一下:我这样表达会给举报吗,会给自己惹麻烦吗? 另外:尽量不要使用Mark、顶等没有意义的回复。不得大量使用大字体和彩色字。【本论坛不允许直接上传手机拍摄图片,浪费大家下载带宽和论坛服务器空间,请压缩后(图片小于1兆)才上传。压缩方法可以在微信里面发给自己(不要勾选“原图),然后下载,就能得到压缩后的图片】。另外,手机版只能上传图片,要上传附件需要切换到电脑版(不需要使用电脑,手机上切换到电脑版就行,页面底部)。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

手机版|Archiver|amobbs.com 阿莫电子技术论坛 ( 粤ICP备2022115958号, 版权所有:东莞阿莫电子贸易商行 创办于2004年 (公安交互式论坛备案:44190002001997 ) )

GMT+8, 2024-3-29 17:40

© Since 2004 www.amobbs.com, 原www.ourdev.cn, 原www.ouravr.com

快速回复 返回顶部 返回列表