10.【NXP 号令者RT1052】开发——实战-RT 看门狗（RTWDOG）

10.【NXP 号令者RT1052】开发------实战-RT 看门狗（RTWDOG）

这一章，我们将向大家介绍如何使用 RT1052 的另外一个看门狗，RT 看门狗（WDOG3，以下简称RTWDOG）。在本章中，我们将使用按键 KEY_UP 来喂狗，通过 DS0 提示程序的运行状态。本章为如下几个部分：

10.1 RT1052 RT 看门狗简介

RT 看门狗（WDOG3）和前面介绍的普通看门狗（WDOG1 和 WDOG2）有一些区别：

RT 看门狗计数器是向上计数的，普通看门狗是向下计数的；
RT 看门狗支持窗口模式（类似STM32 的窗口看门狗），普通看门狗不支持；
在精度上面，RT 窗口看门狗的精度可以到 ns级别，而普通看门狗只有 0.5 秒的精度。所以，在需要精确控制复位时间或刷新窗口的时候，可以选择 RT 看门狗。

由图可知，窗口看门狗的时钟可以从 4 个时钟源里面选择：BUS_CLK（150M）、LPO_CLK（32.768K）、INTCLK（32.768K）和 ERCLK（1M），通过复用器（MUX）选择，然后可以选择使用/不使用 256 分频器，最后进入 16 位的看门狗计数器，作为计数时钟。看门狗计数器有 2 个比较值，上方的是溢出时间比较值（TOVAL），下方的是窗口时间比较值（WIN），可以通过控制逻辑对看门狗计数器进行刷新（喂狗），以避免复位。具体的刷新时间.

图中，如果使用窗口模式，则刷新（喂狗）时间必须在看门狗计数器的值大于等于 WIN，小于TOVAL 的时间段里面刷新。如果使用普通模式（非窗口模式），则只要看门狗计数器值小于 TOVAL，就可以刷新（喂狗）。

当在可刷新的时间之外刷新（喂狗），会导致 CPU 复位；同样，如果看门狗计数器达到或超过 TOVAL，也会导致 CPU 复位。

RT 看门狗超时时间由下列公式计算：

Trtwdog = \\dfrac{TOVAL}{Frtwdog}

其中：

Trtwdog：RT 看门狗超时时间，单位为 ms
Frtwdog：RT 看门狗时钟频率，单位为 kHz

Frtwdog 的时钟频率由 PRES 位决定，可选两种分频：256 分频（约 3.072 kHz）和 1 分频（约 0.128 kHz）。PRES 位设置对应的超时时间范围如下表所示（表中超时时间由公式计算得出）：

PRES	看门狗超时（TOVAL <= 0x0001）	看门狗超时（TOVAL >= 0xFFFF）
0	约 0.3 ms	约 30.5 s
1	约 7.8 ms	约 763 s

说明：

选择 256 分频时，系统源时钟（示例中）为 3.072 MHz，因此 RT 看门狗时钟约为 3.072 kHz。
选择 1 分频时，系统源时钟仍为 3.072 MHz，因此 RT 看门狗时钟约为 0.128 kHz。

通过设置 PRES 位与 TOVAL 值，可以得到不同的超时时间，以满足不同系统需求。

接下来，我们介绍 RT 看门狗的 4 个寄存器。

32 位寄存器位定义（仅低 16 位有效）

位域	名称	访问	描述
15	WIN	R/W	窗口模式使能 0 = 关闭 1 = 开启
14	FLG	R/W1C	看门狗中断标志 0 = 无中断 1 = 已发生中断
13	CMD32EN	R/W	32 位刷新/解锁命令支持 0 = 不支持 1 = 支持
12	PRES	R/W	输入时钟 256 分频 0 = 不分频 1 = 256 分频
11	ULK	RO	解锁状态 0 = 未解锁 1 = 已解锁
10	RCS	RO	重新配置状态 0 = 失败 1 = 成功
9:8	CLK[1:0]	R/W	时钟源选择 00 = BUS CLK 01 = LPO CLK (32.768 kHz，推荐) 10 = INTCLK 11 = ERCLK
7	EN	R/W	RTWDOG 使能 0 = 关闭 1 = 开启
6	UPDATE	R/W	允许重新配置 0 = 禁止 1 = 允许（置 1 后需在 255 总线时钟周期内完成配置，150 MHz 时约 1.7 µs）
5	INT	R/W	中断使能 0 = 禁止 1 = 使能（溢出或非法操作后先产生中断，255 总线时钟周期后强制复位 MCU，仅用于善后，不可喂狗

接下来，看 RT 看门狗的第二个寄存器：计数寄存器（CNT）

16 位只读/写寄存器（低 16 位有效）

功能	操作	数据	说明
1. 读当前计数器值	读寄存器	------	直接返回 RT 看门狗实时计数器值
2. 解锁	写序列	`0xC520` → `0xD928`	两步解锁，完成后允许配置寄存器若 `CMD32EN=1`，可一次写入 `0xD928C520`
3. 刷新（喂狗）	写序列	`0xA602` → `0xB480`	两步清零计数器若 `CMD32EN=1`，可一次写入 `0xB480A602`

注意

解锁后必须在 255 个总线周期（150 MHz 下约 1.7 µs）内完成全部配置，否则解锁失效。

接下来，我们看 RT 看门狗的第三个寄存器：溢出时间寄存器（TOVAL）

该寄存器决定了 RT 看门狗的溢出时间，低 16 位有效，最小值为 1（不能为 0！），最大值为 0XFFFF，当 RT 看门狗计数器（CNT）的值等于 TOVAL 时，将引起 CPU 复位。

RT 看门狗的第四个寄存器：窗口寄存器（WIN）

窗口寄存器（仅窗口模式有效）

位宽：低 16 位有效
取值范围 ：1 -- 0xFFFF（不能为 0）
作用：设定允许刷新的时间窗口上限
时间关系 ：
WIN ≤ Trefresh ＜ TOVAL
在 Trefresh 之外喂狗将立即触发 CPU 复位
硬性约束 ：WIN 必须小于 TOVAL

RT1052 RTWDOG 启用流程（使用 KEY_UP 按键喂狗）

1) 使能 RTWDOG 时钟

c 复制代码

CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Wdog3);

注：RTWDOG_Init 内部已调用，用户无需重复操作。

2) 初始化 RTWDOG（超时值 & 窗口值）

函数原型：

c 复制代码

void RTWDOG_Init(RTWDOG_Type *base, const rtwdog_config_t *config);

配置结构体 rtwdog_config_t 关键成员：

成员	说明
`enableRtwdog`	设为 `true` 方能使能看门狗
`clockSource`	对应寄存器 CS 的 CLK[1:0]，四选一时钟源
`prescaler`	256 分频或不分频
`testMode`	通常选 `kRTWDOG_UserModeEnabled`
`enableWindowMode`	是否启用窗口模式
`windowValue`	窗口值（启用窗口模式时有效）
`timeoutValue`	看门狗超时值

初始化示例：

c 复制代码

rtwdog_config_t rtwdog_config;
rtwdog_clock_prescaler_t prescal;
if(pscen==0)       prescal=kRTWDOG_ClockPrescalerDivide1;
else if(pscen==1)  prescal=kRTWDOG_ClockPrescalerDivide256;
delay_ms(10);
RTWDOG_GetDefaultConfig(&rtwdog_config);
rtwdog_config.testMode        =kRTWDOG_UserModeEnabled;
rtwdog_config.clockSource     =(rtwdog_clock_source_t)src;
rtwdog_config.prescaler       =prescal;
rtwdog_config.timeoutValue    =toval;
rtwdog_config.enableWindowMode=false;
rtwdog_config.enableInterrupt =false;
rtwdog_config.enableRtwdog    =true;
rtwdog_config.windowValue     =win;
RTWDOG_Init(RTWDOG,&rtwdog_config);

3) 喂狗

c 复制代码

static inline void RTWDOG_Refresh(RTWDOG_Type *base);

若 CMD32EN=1：一次性写入 0xB480A602
若 CMD32EN=0：分两次写入 0xB480 → 0xA602

4) 中断使能与优先级（如需）

c 复制代码

RT1052_NVIC_SetPriority(RTWDOG_IRQn,4,0);
NVIC_EnableIRQ(RTWDOG_IRQn);

5) 中断服务函数

c 复制代码

void RTWDOG_IRQHandler(void)

中断内无法喂狗（255 总线周期 ≈ 1.7 µs 内无法完成刷新），仅做简短善后处理。

实验现象

DS0 常态常亮
持续按键 KEY_UP 即喂狗，不会复位
一旦超过 TOVAL 未喂狗，MCU 重启，DS0 熄灭一次

10.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

1）指示灯 DS0

2） KEY_UP 按键

3） RT 看门狗

前面两个在之前都有介绍，RT 看门狗属于 RT1052 的内部资源，只需要软件设置好即可正常工作。我们通过 DS0 来指示是否产生了复位，通过 KEY_UP 按键来实现喂狗操作。

10.3 软件设计

这里，我们在之前的 WDOG1 看门狗实例内增添部分代码来实现这个实验。在 HARDWARE 文件夹下面新建一个 RTWDOG的文件夹，用来保存与看门狗相关的代码。然后打开工程，新建 rtwdog.c 和 rtwdog.h 两个文件，并保存在 RTWDOG 文件夹下，并将 RTWDOG 文件夹加入头文件包含路径。

同时记得导入对应的 FSLLIB库------ fsl_rtwdog.c

下面写 rtwdog.c 和 rtwdog.h代码

c 复制代码

#include "rtwdog.h"
#include "lpuart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"

rtwdog_config_t rtwdog_config;	//RTWDOG配置寄存器

//初始化RTWDOG
//presc: 分频值，0 不分频，1 256分频
//cnt:	计数值

// src : 时钟源选择.0,bus clock;1,LPO clock;2,INTCLK;3,ERCLK;
//       bus clock:150Mhz; LPO clock和INTCLK都是32.768Khz; ERCLK约500Khz 
//pscen: 分频器使能.0,不使能.1,使能固定256分频.
//toval: 看门狗计数器溢出最大值(cnt超过该值将产生复位).范围:0~65535
// win : 看门狗计数器窗口值.范围:0~65535,0表示不使用窗口模式.
//       注意:刷新CNT必须是在win≤刷新时≤toval,这个区间,否则将产生复位.
//溢出时间=(256^pscen)*toval/src;
//一般建议用
void MYRTWDOG_Init(u8 src,u8 pscen,u16 toval,u16 win)
{
    rtwdog_clock_prescaler_t prescal;
    
    CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Wdog3);			    //使能RTWDOG
    
	//初始化RTWDOG
	if(pscen==0)prescal=kRTWDOG_ClockPrescalerDivide1;	//不分频
	else if(pscen==1)prescal=kRTWDOG_ClockPrescalerDivide256;//256分频
	
	delay_ms(10);									//切换时钟前要等待一段时间
    RTWDOG_GetDefaultConfig(&rtwdog_config);		//先使用默认参数配置RTWDOG
    rtwdog_config.testMode=kRTWDOG_UserModeEnabled;	//用户模式
    rtwdog_config.clockSource=(rtwdog_clock_source_t)src;//时钟源选择
    rtwdog_config.prescaler=prescal;				//分频
    rtwdog_config.timeoutValue=toval;			    //超时值
    rtwdog_config.enableWindowMode =false;			//关闭窗口功能
	rtwdog_config.enableInterrupt=false;			//关闭中断
    rtwdog_config.enableRtwdog=true;				//使能看门狗
    rtwdog_config.windowValue=win;                  //窗口值(默认上面关闭了窗口功能)
    RTWDOG_Init(RTWDOG,&rtwdog_config);				//初始化看门狗
    
	RT1052_NVIC_SetPriority(RTWDOG_IRQn,4,0);	    //抢占优先级4，子优先级0
    NVIC_EnableIRQ(RTWDOG_IRQn);				    //使能RTWDOG中断
}

//RTWDOG中断服务函数
void RTWDOG_IRQHandler(void)
{
    //FLG=1,产生了超时中断
    if((RTWDOG_GetStatusFlags(RTWDOG)&kRTWDOG_InterruptFlag)==kRTWDOG_InterruptFlag)
	{ 
		//无法在此处喂狗,只能做善后工作,且务必要短.
	}	
    RTWDOG_ClearStatusFlags(RTWDOG,kRTWDOG_InterruptFlag); //清除中断标志位
}

//喂狗
void RTWDOG_Feed(void)
{
	RTWDOG_Refresh(RTWDOG);
}

RTWDOG_IRQHandler 函数，是 RTWDOG 的中断服务函数，可以做一些善后工作，本章我们并没有用到。

RTWDOG_Feed函数，用于刷新RT看门狗计数器，即喂狗。就是对库函数RTWDOG_Refresh的简单封装。

RTWDOG_Init 函数，用于初始化 RTWDOG。该函数有 4 个参数：src 用于选择时钟源，一般我们选择 LPO_CLK；pscen 用于设置是否使用 256 分频，可根据自己的需要设置；toval 用于设置看门狗溢出时间，决定了多久需要喂狗一次；win 用于设置窗口值，当 win 设置为 0 时，不使用窗口模式。该函数的设置步骤，就是按我们前面介绍的 4 个步骤来设置的，该函数并没有使能 RGWDOG 的中断！

c 复制代码

#ifndef _RTWDOG_H
#define _RTWDOG_H
#include "sys.h"

void MYRTWDOG_Init(u8 src,u8 pscen,u16 toval,u16 win);
void RTWDOG_Feed(void);
#endif

下面写 main.c代码

c 复制代码

#include "sys.h"
#include "lpuart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "wdog.h"
#include "rtwdog.h"

int main(void)
{
    u8 key=0;
	MPU_Memory_Protection();    //初始化MPU
	RT1052_Clock_Init();	    //配置系统时钟
	DELAY_Init(600);		    //延时函数初始化
	LPUART1_Init(115200);       //初始化串口1
    RT1052_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);//优先级分组4
#ifdef LED_DEBUG
	u8 led0sta=1,led1sta=1;     //LED0,LED1的当前状态
	LED_Init();				    //初始化LED
#endif
#ifdef KEY_DEBUG
	KEY_Init();                 //初始化KEY
#endif
#ifdef LPUART_DEBUG
    u8 len;					//接收数据长度
    u16 times=0;            //延时计数器
    LED0(0);					//先点亮红灯 
#endif
#ifdef EXTIX_DEBUG
    EXTIX_Init();			    //初始化外部中断
#endif
#ifdef WDOG_DEBUG
    WDOG1_Init(3,2);		    //初始化看门狗1,2秒溢出,提前1秒进入中断,方便喂狗
	LED0(0);               	    //先点亮LED灯
    delay_ms(300);				//延时300ms再初始化看门狗,LED0的变化"可见"
#endif
    LED_Init();				    //初始化LED 
    KEY_Init();                 //初始化KEY
    delay_ms(100);         	    //延时100ms再初始化看门狗,LED0的变化"可见"
	MYRTWDOG_Init(1,0,32768,0);	//初始化RT看门狗,1秒溢出,非窗口模式
	LED0(0);               	    //先点亮LED灯
    while(1)
    {
        key=KEY_Scan(0);
		if(key==WKUP_PRES)		//如果按键按下,则喂狗.
		{
			RTWDOG_Feed();
		} 
		delay_ms(10);
#ifdef WDOG_DEBUG
        LED0(1);				//关闭DS0,如不复位,DS0将一直处于关闭状态.
		delay_ms(100);
#endif
#ifdef EXTIX_DEBUG
        printf("Int example driver!\r\n");
		delay_ms(1000);
#endif
#ifdef KEY_DEBUG
        key=KEY_Scan(0); 		    //得到键值
        if(key)
        {	
            switch(key)
            {				 
                case WKUP_PRES:	//控制LED0,LED1互斥点亮
                    led1sta=!led1sta;
                    led0sta=!led1sta;
                    break;
                case KEY2_PRES:	//控制LED0翻转
                    led0sta=!led0sta;
                    break;
                case KEY1_PRES:	//控制LED1翻转	 
                    led1sta=!led1sta;
                    break;
                case KEY0_PRES:	//同时控制LED0,LED1翻转 
                    led0sta=!led0sta;
                    led1sta=!led1sta;
                    break;
            }
            LED0(led0sta);		//控制LED0状态
            LED1(led1sta);		//控制LED1状态
        }else delay_ms(10);
#endif // KEY_DEBUG
#ifdef LPUART_DEBUG
        if(LPUART_RX_STA&0x8000)
		{					   
			len=LPUART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
			printf("\r\n发送的消息为:\r\n");
			LPUART_WriteBlocking(LPUART1,LPUART_RX_BUF,len);//发送接收到的数据
			printf("\r\n\r\n");//插入换行
			LPUART_RX_STA=0;
		}else
		{
			times++;
			if(times%5000==0)
			{
				printf("\r\nALIENTEK RT1052开发板 串口实验\r\n");
			}
			if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束\r\n");  
			if(times%30==0)LED0_Toggle;//闪烁LED,提示系统正在运行.
			delay_ms(10);   
		}
#endif // LPUART_DEBUG
	}
}

该函数我们通过 RTWDOG_Init 函数初始化 RT 看门狗，设置其使用 LPO_CLK 时钟源，1秒溢出，不使用窗口模式。然后，点亮 DS0，并进入死循环。在死循环里面，我们必须不停的按 KEY_UP 按键，否则 1 秒钟以后，DS0 就会灭掉（灭的时间为 100ms 左右），表示发生了看门狗复位。

10.4 下载验证

将代码下载（仅 flexspi_debug_release 目标工程支持下载）到号令者 RT1052 后，可以看到DS0 亮了，然后如果我们不按 KEY_UP 按键，则 DS0 亮约 1 秒后，会发生看门狗复位，DS0 灭一会（约 100ms）后，又重新点亮，依次循环。如果我们不停的按 KEY_UP 按键（按下+松开），就可以看到 DS0 不再灭了，保持常亮，表示喂狗成功。

总结

RTWDOG（RT 看门狗）与普通 WDOG 的主要区别在于：RTWDOG 为向上计数、支持窗口模式且时钟可选分频，具备更高时间精度和严格的刷新时序（必须在 WIN ≤ CNT < TOVAL 区间内按特定写序列喂狗，且解锁后需在很短总线周期内完成配置），适合需要精确时序或窗口约束的场景；普通 WDOG 为向下计数、无窗口限制、超时粒度较粗（以 0.5 s 为步进），使用和刷新更简单，适合常规复位保护。

OK！谢谢大家！