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瑞萨MCU零基础入门系列教程汇总 ： https://blog.csdn.net/qq_35181236/article/details/132779862

第26章独立看门狗定时器-IWDT

本章目标

了解A6M5处理器的看门狗定时器及其工作原理；
学会使用RASC配置看门狗定时器，使用其接口函数；

26.1 RA6M5的WDT外设

26.1.1 WDT的特性

IWDT (Independent Watchdog Timer)由一个14位的向下计数器组成，可以将应用程序从错误中恢复处理（比如重启系统）。应用程序必须在允许的计数窗口内进行刷新计时器，如果计数器下溢了，IWDT将复位MCU或生成不可屏蔽中断(NMI)。

瑞萨RA6M5处理器的看门狗定时器的特性见下表：

独立看门狗的时钟源是一个独立的时钟IWDTCLK，PCLKB最大的时钟频率是15kHz，可以使用RASC在BSP中设置IWDTCLK的分频系数。

26.1.2 IWDT的系统框图

IWDT的系统框图如下图所示：

26.1.3 IWDT和WDT的异同

差异点

瑞萨RA6M5的独立看门狗（IWDT）与看门狗（WDT）的不同点如下：

时钟源不一样，WDT使用外部时钟电路作为时钟源，而IWDT自带时钟源；
WDT有寄存器启动和自启动两种模式，IWDT只有自启动这一种模式；

相同点

独立看门狗（IWDT）与看门狗（WDT）也有很多相似点，主要如下：

都可以选择复位的范围（窗口值）；
都可以设置在睡眠模式下是否启动；
都可以设置NMI中断和复位重启；

26.1.4 IWDT的工作原理

超时时间计算

以IWDTCLK=15kHz为例，假设对IWDT进行了以下配置：

分频系数位256
超时时间周期为2048cycles

那么IWDT的超时时间为：

运行状态分析

在"Option Function Select Register 0"寄存器中，对于IWDT有一个模式选择位[OFS0.IWDTSTRT]：它被写为0时，IWDT的自动启动模式被使能；写为1就是关闭IWDT的计数。

只有在复位状态下，以下对IWDT在OFS0中的设置才会有效：

配置OFS0.IWDTCKS[3:0]来配置IWDT的时钟分频系数；
配置OFS0.IWDTRPSS[1:0]和OFS0.IWDTRPES[1:0]来设置IWDT的窗口监测始末位置；
配置OFS0.IWDTTOPS[1:0]来设置IWDT的超时周期值cycles；
配置OFS0.IWDTRSTIRQS来使能IWDT的重置输出和中断请求；

当复位状态结束后，IWDT的计数器将会立刻向下计数。在RA6M5的用户手册中展示了一个IWDT的窗口刷新例图：

总结下来就是：

在窗口期内刷新看门狗会让IWDT计数器重新计数且不会触发任何事件或中断；
在没有到窗口期起始位置刷新会触发刷新错误事件，并触发NMI中断；
在超过窗口结束位置但是计数没有溢出期间刷新，会触发刷新错误事件，并触发NMI中断；
如果IWDT计数溢出了，会触发技术溢出事件，触发NMI中断；

也就是说，如果使用了窗口监测，只有在窗口期刷新定时器才会让系统正常运行，否则都会触发NMI中断。

26.2 IWDT模块的使用

26.2.1 模块配置

添加IWDT Stack

在FSP的Stacks中添加IWDT模块的步骤如下图所示：

在BSP中配置IWDT

从前文对IWDT的工作原理分析中可以看到，对于IWDT的所有操作都是在OFS0寄存器中进行配置的，而OFS0是在BSP板块里面的"RA6F5 Family"中，如下图所示：

Start Mode Select：IWDT启动模式选择

1.1 IWDT is automatically activated after a reset (Autostart mode)(自启动)

1.2 IWDT is Disabled

Timeout Period:IWDT计数周期值

1.1 128 cycles

1.2 512 cycles

1.3 1024 cycles

1.4 2048 cycles

Dedicated Clock Frequency Divisor:IWDT时钟分频系数（1/16/32/64/128/256）,默认128；
Window End Position:窗口监测结束位置，默认0%，没有结束位置
Window Start Position:窗口监测开始位置，默认100%，没有开始位置
Reset Interrupt Request:选择使能触发复位的中断请求（NMI或Reset）
Stop Control：停止对WDT控制的条件

1.1 Stop counting when in Sleep, Snooze mode, or Software Standby

1.2 Counting continues (Note: Device will not enter Deep Standby Mode when selected. Device will enter Software Standby Mode)

如果用户选择使用了NMI中断，还需要去RASC的Stacks中找到IWDG Stack模块，设置NMI的中断回调函数名，如下图所示：

26.2.2 配置信息解读

在RASC中配置IWDT并生成工程后，会在hal_data.c中生成结构体全局常量g_iwdt，它被用来表示IWDT设备，代码如下：

c 复制代码

const wdt_instance_t g_wdt =
{
    .p_ctrl        = &g_iwdt_ctrl,
    .p_cfg         = &g_iwdt_cfg,
    .p_api         = &g_wdt_on_iwdt
};

p_ctrl：iwdt_instance_ctrl_t类型指针成员，用来记录设备状态，记录一些重要信息（比如回调函数）；
p_cfg：指向IWDT的配置结构体，这个结构体的数值来自在RASC中对IWDT的配置，代码如下：

c 复制代码

const wdt_cfg_t g_iwdt_cfg =
{
    .timeout = 0,
    .clock_division = 0,
    .window_start = 0,
    .window_end = 0,
    .reset_control = 0,
    .stop_control = 0,
    .p_callback = nmi_callback,
};

p_api：指向了一个wdt_api_t结构体，这个结构体在r_iwdt.c中实现，它封装了IWDT设备的接口函数，代码如下：

c 复制代码

const wdt_api_t g_wdt_on_iwdt =
{
    .open        = R_IWDT_Open,
    .refresh     = R_IWDT_Refresh,
    .statusGet   = R_IWDT_StatusGet,
    .statusClear = R_IWDT_StatusClear,
    .counterGet  = R_IWDT_CounterGet,
    .timeoutGet  = R_IWDT_TimeoutGet,
    .callbackSet = R_IWDT_CallbackSet,
};

26.2.3 中断回调函数

在RASC中配置了IWDT的中断回调函数名字，会在hal_data.h中声明此回调函数：

c 复制代码

#ifndef nmi_callback
void nmi_callback(wdt_callback_args_t * p_args);
#endif

用户需要实现这个回调函数，例如：

c 复制代码

void nmi_callback(wdt_callback_args_t * p_args)
{
    (void)p_args;
}

26.2.4 API接口及其用法

前文已经说过，在FSP库函数中是使用wdt_api_t结构体来封装IWDT的操作方法，原型如下：

c 复制代码

typedef struct st_wdt_api
{
    fsp_err_t (* open)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl, wdt_cfg_t const * const p_cfg);
    fsp_err_t (* refresh)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl);
    fsp_err_t (* statusGet)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl, wdt_status_t * const p_status);
    fsp_err_t (* statusClear)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl, const wdt_status_t status);
    fsp_err_t (* counterGet)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl, uint32_t * const p_count);
    fsp_err_t (* timeoutGet)(wdt_ctrl_t * const p_ctrl, 
                             wdt_timeout_values_t * const p_timeout);
    fsp_err_t (* callbackSet)(wdt_ctrl_t * const p_api_ctrl, 
                              void (* p_callback)(wdt_callback_args_t *),
                              void const * const p_context, 
                              wdt_callback_args_t * const p_callback_memory);
} wdt_api_t;

瑞萨在r_iwdt.c中实现一个wdt_api_t结构体，IWDT和WDT共用一套操作接口，读者请参考《25.2.4 API接口及其用法》了解这些函数的用法。

26.3 独立看门狗定时器实验

26.3.1 设计目的

让用户学会使用瑞萨RA6M5的IWDT，并观察是否刷新看门狗的现象。

26.3.2 硬件连接

本实验会用到板载串口和按键，请读者参考前文配置。

26.3.3 驱动程序

初始化IWDT

调用open函数即可初始化IWDT，并启动它，代码如下：

c 复制代码

void IWDTDrvInit(void)
{
    fsp_err_t err = g_iwdt.p_api->open(g_iwdt.p_ctrl, g_iwdt.p_cfg);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}

刷新IWDT

刷新IWDT比较简单，直接调用其refresh函数即可：

c 复制代码

void IWDTDrvRefresh(void)
{
    fsp_err_t err = g_iwdt.p_api->refresh(g_iwdt.p_ctrl);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}

NMI中断回调函数

在RASC中使能了IWDT的NMI中断，需要自己实现NMI回调函数，代码如下：

c 复制代码

__WEAK void DataSaveProcess(void)
{
}
void nmi_callback(wdt_callback_args_t * p_args)
{
    (void)p_args;
    printf("\r\nWarning!Do your most important save working!!\r\n");
    DataSaveProcess();
}

按键刷新定时器

在按键消抖处理后，刷新看门狗定时器，代码如下：

c 复制代码

void KeyProcessEvents(void)
{
    struct IODev *ptLedDev = IOGetDecvice("UserLed");
    struct IODev *ptKeyDev = IOGetDecvice("UserKey");
    ptLedDev->Write(ptLedDev, ptKeyDev->Read(ptKeyDev));
    IWDTDrvRefresh();
}

26.3.4 测试程序

在本次实验中，初始化了各个外设后，主循环中不用做任何事情，所有的操作都是在中断中完成的：

按键中断
滴答定时器消除按键抖动
NMI中断处理用户的紧急事件

测试函数代码如下：

c 复制代码

void IWDTAppTest(void)
{
    SystickInit();
    UARTDrvInit();
    
    struct IODev *ptdev = IOGetDecvice("UserKey");
    if(NULL != ptdev)
        ptdev->Init(ptdev);
    ptdev = IOGetDecvice("UserLed");
    if(NULL != ptdev)
        ptdev->Init(ptdev);
    
    IWDTDrvInit();
    
    while(1)
    {
        /* The code that is watched by iwdt */
    }
}

26.3.5 测试结果

将编译出来的二进制可执行文件烧录到板子上并运行，如果不按按键的话会得到例如下图这样的打印信息：

本章完

第26章_瑞萨MCU零基础入门系列教程之独立看门狗定时器-IWDT

第26章 独立看门狗定时器-IWDT

26.1 RA6M5的WDT外设

26.1.1 WDT的特性

26.1.2 IWDT的系统框图

26.1.3 IWDT和WDT的异同

26.2 IWDT模块的使用

26.2.1 模块配置

26.2.2 配置信息解读

26.2.3 中断回调函数

26.2.4 API接口及其用法

26.3 独立看门狗定时器实验

26.3.1 设计目的

26.3.2 硬件连接

26.3.3 驱动程序

26.3.4 测试程序

26.3.5 测试结果

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