STM32H743-ARM例程9-IWDG看门狗

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实验平台

硬件:银杏科技GT7000双核心开发板-ARM-STM32H743XIH6,银杏科技iToolXE仿真器

软件:最新版本STM32CubeH7固件库STM32CubeMX v6.10.0,开发板环境MDK v5.35,串口工具putty

实验介绍

本章我们介绍,如何使用串口向STM32H743发送指令,来完成看门狗喂狗操作。

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磁场的干扰,造成各种寄存器和内存的数据混乱,会导致程序指针错误,不在程序区,取出错误的程序指令等,都会陷入死循环。程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续正常工作,会造成整个系统陷入停滞状态,发生不可预料的后果。看门狗就是定期的查看芯片内部的情况,一旦发生错误就向芯片发出重启的电路。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

IWDG

独立看门狗(IWDG)用通俗一点的话来解释就是一个12位的递减计数器,当计数器的值从某个值一直减到0的时候,系统就会产生一个复位信号,即IWDG_RESET。 果在计数没减到0之前,刷新了计数器的值的话,那么就不会产生复位信号,这个动作就是我们经常说的喂狗。看门狗功能由 VDD 电压域供电, 在停止模式和待机模式下仍能工作。

IWDG框图

从框图我们可以看到,IWDG的12位递减计数器得到一个8位预分频处理器处理后的lsi_ck信号,满足一定条件后,输出复位信号iwdg_out。

STM32H7的独立看门狗由内部专门的32Khz低速时钟(LSI)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。

IWDG寄存器

键值寄存器 IWDG_KR

该寄存器的各位描述如图:

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)

该寄存器用来设置看门狗时钟的分频系数,最低为4,最高位256,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。预分频寄存器各位定义如图:

重装载寄存器(IWDG_RLR)

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,但是只有低12位是有效的,该寄存器的各位描述如图:

只要对以上三个寄存器进行相应的设置,我们就可以启动STM32H7的独立看门狗。

喂狗计算公式为::Tout = ((4×2^pre) × rlr) /32 (ms)

若设置pre=4(64分频),rlr=500时,即Tout=(64×500)/32=1秒,此时必须在一秒内至少喂狗一次,我们可以设置每800ms喂狗一次。

STM32CubeMX生成工程

我们参考前面章节STM32H743-结合CubeMX新建HAL库MDK工程,打开CubeMX软件,重复步骤不再展示,我们来看配置IWDG部分如下图所示:

实验程序

1. 主函数

cpp 复制代码
int main(void)
{
	char buffer[UART_BUFFER_SIZE];
	int i;
	int n=0;
	HAL_Init();
	SystemClock_Config();
	MX_GPIO_Init();
	MX_IWDG1_Init();
	MX_USART6_UART_Init();
	uart6.initialize(115200);
	uart6.printf(".  输入 test 并敲回车进行测试  .\r\n");
	while (1)
	{
		     // 独立看门狗设置"喂狗"时间为1s,如果超过1s没有"喂狗",则"被狗咬",即STM32
复位 
		if(uart6.receive_ok_flag == 1)
		{
			uart6.receive_ok_flag = 0;
			memset(buffer,0,20);
			memcpy(buffer,uart6.receive_buffer,20);
			for(i = 0;i < 20;i ++)
			{
				buffer[i] = tolower(buffer[i]);
			}
			if(memcmp(buffer,"test",strlen("test")) == 0)
			{
				n=1;
			}
			else
			{
				uart6.printf("\r\n\033[1;31;40mBad Command!\r\n");
			}		
		}
		while(n==1)                           //输入test不再喂狗,STM32将复位
		HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg1);         //每800ms喂狗一次,防止被狗咬
		HAL_Delay(800);
		LED_ON;
	}
}

2. IWDG1初始化函数

cpp 复制代码
void MX_IWDG1_Init(void)
{
	hiwdg1.Instance = IWDG1;
	hiwdg1.Init.Prescaler = IWDG_PRESCALER_64;
	hiwdg1.Init.Window = 4095;
	hiwdg1.Init.Reload = 500;
	if (HAL_IWDG_Init(&hiwdg1) != HAL_OK)
	{
		Error_Handler();
	}
}

3. 喂狗函数

在HAL中重载计数值的函数是HAL_IWDG_Refresh,它的作用是把值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。该函数声明为:

cpp 复制代码
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)
{
	__HAL_IWDG_RELOAD_COUNTER(hiwdg);
	return HAL_OK;
}

实验现象

GT7000双核心板LED常亮,当向终端发送"test"后,程序不再喂狗,看门狗复位arm后可在串口接收到"输入 test 并敲回车进行测试",并且led短暂熄灭后重新常亮。

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