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第十四章 独立看门狗实验
本章介绍APM32E103独立看门狗（IWDT）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IWDT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. 程序运行后，开发板板载的LED0因不停的复位而闪烁，但如果按下KEY_UP按键进行喂狗，那么就不会产生复位，LED0也就保持常亮，一旦超过看门狗的溢出时间（Tout=1000毫秒）没有按下KEY_UP按键进行喂狗，那么就会进行复位，LED0也就会熄灭一次。
14.1.2 硬件资源
1. LED
LED0 - PB5
2. 按键
KEY_UP - PA0
3. 独立看门狗
14.1.3 原理图
本章实验使用的独立看门狗为APM32E103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 Geehy标准库的IWDT驱动
在使用IWDT前，需要先对其进行初始化，在初始化操作中要开启IWDT并配置IWDT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IWDT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IWDT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IWDT的具体步骤如下：
①：启动IWDT
②：使能访问IWDT相关寄存器
③：配置预分频系数
④：配置重装载值
⑤：在IWDT溢出前不断地进行“喂狗”操作
在Geehy标准库中对应的驱动函数如下：
①：使能IWDT
该函数用于使能IWDT，其函数原型如下所示：
void IWDT_Enable(void);
该函数的形参描述，如下表所示：
表14.2.1.1 函数IWDT_Enable()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IWDT_Enable()返回值描述
该函数的使用示例，如下所示：
#include "apm32e10x.h"
#include "apm32e10x_iwdt.h"
void example_fun(void)
{
/* 使能IWDT */
IWDT_Enable();
}
②：使能访问IWDT相关寄存器
该函数用于使能访问IWDT相关寄存器，只有使能访问了IWDT相关的寄存器，才能配置其预分频系数和重装载值，其函数原型如下所示：
void IWDT_EnableWriteAccess(void);
该函数的形参描述，如下表所示：
表14.2.1.3 函数IWDT_EnableWriteAccess()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IWDT_EnableWriteAccess()返回值描述
该函数的使用示例，如下所示：
#include "apm32e10x.h"
#include "apm32e10x_iwdt.h"
void example_fun(void)
{
/* 使能访问IWDT相关寄存器 */
IWDT_EnableWriteAccess();
}
③：配置IWDT预分频系数
该函数用于配置IWDT的预分频系数，预分频系数决定了IWDT计数的频率，其函数原型如下所示：
void IWDT_ConfigDivider(uint8_t div);
该函数的形参描述，如下表所示：
表14.2.1.5 函数IWDT_ConfigDivider()形参描述
该函数的返回值描述，如下表所示：
表14.2.1.6 函数IWDT_ConfigDivider()返回值描述
该函数的使用示例，如下所示：
#include "apm32e10x.h"
#include "apm32e10x_iwdt.h"
void example_fun(void)
{
/* 配置IWDT的预分频系数为32 */
IWDT_ConfigDivider(IWDT_DIVIDER_32);
}
④：配置IWDT的重装载值
该函数用于配置IWDT的重装载值，重装载值用于决定IWDT从“喂狗”到溢出时计数的个数，其函数原型如下所示：
void IWDT_ConfigReload(uint16_t reload);
该函数的形参描述，如下表所示：
表14.2.1.7 函数IWDT_ConfigReload()形参描述
该函数的返回值描述，如下表所示：
表14.2.1.8 函数IWDT_ConfigReload()返回值描述
该函数的使用示例，如下所示：
#include "apm32e10x.h"
#include "apm32e10x_iwdt.h"
void example_fun(void)
{
/* 配置IWDT的重装载值为875 */
IWDT_ConfigReload(875);
}
⑤：重装载IWDT
该函数用于重装载IWDT，也就是所谓的“喂狗”，其函数原型如下所示：
void IWDT_Refresh(void);
该函数的形参描述，如下表所示：
表14.2.1.9 函数IWDT_Refresh()形参描述
该函数的返回值描述，如下表所示：
表14.2.1.10 函数IWDT_Refresh()返回值描述
该函数的使用示例，如下所示：
#include "apm32e10x.h"
#include "apm32e10x_iwdt.h"
void example_fun(void)
{
/* 重装载IWDT（喂狗） */
IWDT_Refresh();
}
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IWDT初始化和喂狗的操作函数，本章实验中，看门狗驱动的驱动代码包括wdt.c和wdt.h两个文件。
看门狗驱动中，IWDT的初始化函数，如下所示：
/**
* @brief 初始化独立看门狗
* @param prer: IWDT_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) / 40 (ms).
* 预分频数为64,重载值为625,溢出时间约为1s
* @retval 无
*/
void iwdt_init(uint8_t prer, uint16_t rlr)
{
IWDT_EnableWriteAccess(); /* 使能对寄存器IWDT的写操作 */
IWDT_ConfigDivider(prer); /* 设置IWDG分频系数 */
IWDT_ConfigReload(rlr); /* 重装载值 */
IWDT_Enable(); /* 初始化IWDG并启动 */
}
IWDT的初始化函数中使能了IWDT并配置其预分频系数和重装载值，并进行了一次“喂狗”防止IWDT一使能就溢出引发复位。
看门狗驱动中，IWDT的“喂狗”函数，如下所示：
/**
* @brief 喂独立看门狗
* @param 无
* @retval 无
*/
void iwdt_feed(void)
{
IWDT_Refresh(); /* 重装载独立看门狗计数器 */
}
该函数很简单，就是重装载IWDT的计数值。
14.2.3 实验应用代码
本实验的应用代码，如下所示：
int main(void)
{
NVIC_ConfigPriorityGroup(NVIC_PRIORITY_GROUP_4); /* 设置中断优先级分组为组4 */
sys_apm32_clock_init(15); /* 配置系统时钟 */
delay_init(120); /* 初始化延时功能 */
usart_init(115200); /* 初始化串口 */
led_init(); /* 初始化LED */
key_init(); /* 初始化按键 */
delay_ms(100); /* 延时100ms */
iwdt_init(IWDT_DIVIDER_64, 625); /* 预分频数为64,重载值为625,溢出时间约为1s */
LED0(0); /* 先点亮LED0 */
while (1)
{
if (key_scan(1) == WKUP_PRES) /* 如果WK_UP按下，则喂狗 */
{
iwdt_feed(); /* 喂狗 */
}
delay_ms(10);
}
}
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IWDT并点亮LED0，接着在while循环中重复判断KEY_UP按键是否被按下，若按下则进行“喂狗”操作，若在IWDT溢出前都为按下KEY_UP按键，则IWDT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4秒）就闪烁一次，这是因为IWDT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KEY_UP按键，则可以在IWDT溢出前及时“喂狗”，具体的现象为LED0不再闪烁。 | 
发表于 2023-6-7 14:36:16
