一、什么是看门狗

1. 什么是看门狗

在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，会造成整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的模块或者芯片，俗称**“看门狗(watchdog)**。

2. 看门狗的作用

在程序正常运行的时候，系统不会复位。
在程序跑飞的情况下，看门狗会触发系统复位，程序重新执行。

3. 看门狗的分类

STM32内置两个看门狗(独立看门狗/窗口看门狗)，提供了更高的安全性、时间的精确性和使用的灵活性。

两个看门狗设备都可以用来监测和解决由软件错误引起的故障。

当计数器达到给定的超时值时，触发一个中断(仅适用窗口看门狗) 或者 产生系统复位。

下面简单介绍两种不同的看门狗系统：(参考正点原子)

独立看门狗(IWDG)由专用的**低速时钟(LSI)**驱动，即使主时钟发生故障了，它也仍然有效。

独立看门狗适合应用于需要看门狗作为一个在主程序之外能够完全独立工作，并企鹅对时间精确度要求低的场合。

窗口看门狗由从APB1的时钟分频后得到时钟驱动。通过可配置的时间窗口来检测应用程序非正常的过迟或过早的操作。

窗口看门狗最适合那些要求看门哦股在精确计时窗口起作用的程序。

本文介绍的是其中的独立看门狗。

二、独立看门狗概述

1. 独立看门狗的四个寄存器

独立看门狗内部结构的示意图如下：

其中，最重要的是要了解上图中标出的四个寄存器的作用：

首先，由左侧红色箭头指示的32KHz时钟信号进入看门系统，经过由①预分频器寄存器(IWDG_PR) 设置了分频系数的 8位预分频器，产生一个新的时钟信号，输入到 12位递减计数器 中。

在④键寄存器(IWDG_KR) 中写入 0xCCCC 后，独立看门狗开始工作，12位递减计数器(初值为0xFFF) 在每个时钟周期就会减1，当减到0x000时，独立看门狗就会认为程序已经跑飞，因此它将产生一个复位信号(IWDG_RESET)，使整个单片机系统系统复位。

那么，如何告知独立看门狗**”程序并没有跑飞“呢？这就需要我们往④键寄存器(IDWG_KR)中写入 0xAAAA(通常说的喂狗)，一旦④键寄存器**接到这个信号，③重装载寄存器(IWDG_RLR)就会把它里面的值赋给12位递减计数器，以防止递减计数器减到0。

另外，②状态寄存器可以读取分频系数和IWDG_RLR中装载的数值，不常用。

通过以上机制，我们就可以设置一个操作，每当这个操作发生时，就往IDWG_KR中写入0xAAAA，这时IDWG_RLR就会把它保存的值赋给递减计数器，防止系统复位。如果系统跑飞了，那么这个操作也就不起作用了，递减计数器将减到0，独立看门狗就会向系统发出复位信号，引发复位。

注：在以上四个寄存器中，①预分频寄存器(IWDG_PR) 和 ③重装载寄存器(IWDG_RLR) 具有 写保护 功能，在对其进行写入前要先 取消写保护。

2. 计算看门狗超时时间

首先来看预分频寄存器(IDWG_PR)是怎样控制分频系数的：

IDWG_PR	分频系数
0	/4
1	/8
2	/16
3	/32
4	/64
5	/128
6	/256

根据上表，预分频器的分频系数 与 **预分频寄存器(IDWG_PR)**有余下关系：

分频系数 = 4 x (2 ^ IDWG_PR )

那么，根据输入的时钟信号频率为 32KHz，可以得到此信号经过预分频器后的频率为：

32 / [4 x (2 ^ IDWG_PR)]

那么，经过预分频器后信号的 时钟周期 就是频率的倒数，即：

4 x (2 ^ IDWG_PR) / 32

那么，因为IDWG_RLR会把它的数值赋给递减计数器，所以经过IDWG_RLR次减法、也就是IDWG_RLR个时钟周期后，如果没有对递减计数器再次装载数据，那么它将减为0，这个由IDWG_RLR减为0的时间就为：

4 x (2 ^ IDWG_PR) x IDWG_RLR / 32

三、独立看门狗的程序编写

1. 独立看门狗常用的库函数

独立看门狗常用的库函数如下：

· IWDG_WriteAccessCmd();  //取消写保护：0x5555使能
· IWDG_SetPrescaler(); //设置预分频系数：写PR
· IWDG_SetReload(); //设置重装载值：写RLR
· IWDG_ReloadCounter(); //喂狗：写0xAAAA到KR
· IWDG_Enable(): //使能看门狗：写0xCCCC到KR 
· IWDG_GetFlagStatus(); //状态：重装载/预分频 更新

独立看门狗的常见操作步骤：
① 取消寄存器写保护：

IWDG_WriteAccessCmd();

② 设置独立看门狗的预分频系数，确定时钟：

IWDG_SetPrescaler();

③ 设置看门狗的重装载值，确定溢出时间：

IWDG_SetReload();

注意，设置好重装载值后，溢出时间就可通过如下公式计算得到：

Tout = 4 x (2 ^ IDWG_PR) x IDWG_RLR / 32

④ 使能看门狗

IWDG_Enable();

⑤ 应用程序喂狗：

IWDG_ReloadCounter();

2. 程序编写

本程序的作用是启动看门狗，然后设置溢出时间为1s，并用按下按键来作为对看门狗进行重装载值的一个操作信号。

【STM32F4】九、独立看门狗(IWDG)

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