STM32独立看门狗

一、IWDG简介

IWDG全称(Independent watchdog)独立看门狗。

本质：一个能够产生复位信号的计数器。

那么什么是复位信号呢？复位就是使MCU回到初始状态。对于单片机来说，开机的时候需要复位，以便使得CPU和其他功能部件处于一个正确的初始状态，并以此为起点开始工作，当出现死机的情况也应当对其进行复位，用以摆脱死机状态。

系统复位方式共有5种，分别为：

1、硬件复位。

2、WWGD复位。

3、IWDG复位。

4、软件复位。

5、低功耗复位。

独立看门狗复位：这种方式使用独立的看门狗来监控单片机系统的工作状态，当单片机工作异常时，看门狗会产生复位信号，将单片机系统复位。

特征：

• 独立看门狗是一个递减计数器产生的复位。
• 时钟信号是有独立RC振荡器产生。
• 可以在待机和停止模式下运行。
• 当看门狗被激活后，当递减为0是产生复位。

喂狗：如果在计数没减到 0 之前，重置计数器的值的话，那么就不会产生复位信号，这个动作我们称为喂狗。

作用：检测外界电磁干扰或硬件导致程序跑飞的问题。

二、工作原理

其本质还是一个计数器；

根据其工作原理图知：IWDG有一个输入（时钟LSI），为内部专门的 40Khz 低速时钟（LSI）驱动 ，经过分频器进行预分频，分频为工作时钟，然后提供给递减计数器，当递减计数器减为0时产生复位信号。为递减计数器赋值的过程称为喂狗，喂狗的作用就是不产生复位信号。

三、相关寄存器

3.1键寄存器(IWDG_KR)

该寄存器共有16位，其作用为控制看门狗的相关操作，由软件进行设置：

主要的操作有三个：

• 1、0XAAAA进行喂狗，只有这样才能将重装载寄存器的值进行喂狗；
• 2、0X5555解除写保护，表示允许访问IWDG_PR和IWDG_RLR寄存器；
• 3、写入入0xCCCC，启动看门狗工作。

3.2预分频寄存器(IWDG_PR)

此寄存器只有三位有效，其主要作用就是将来自时钟信号进行分频，从而供给看门狗使用。

3.3重装载寄存器(IWDG_RLR)

该寄存器的有效位数为12位，其作用为看门狗计数器的重装载值。每当向IWDG_KR 寄存器写入0xAAAA时，重装载值会被传送到计数器中。随后计数器从这个值开始递减计数。所以说最大的重装载值为2^12，最小的重装载值为1。

3.4状态寄存器(IWDG_SR)

该寄存器只有两位，其主要的功能为： RVU: 看门狗计数器重装载值更新；PVU: 看门狗预分频值更新 。

3.5寄存器配置步骤

上述寄存器以及相关的位的配置步骤如下：

1、通过IWDG_KR 置为0xCCCC 使能看门狗；

2、通过IWDG_KR 置为0x5555 使能寄存器访问，可以访问PR与RLT寄存器；

3、通过IWDG_PR 的0-7位为预分频器；

4、通过IWDG_RLR 设置喂狗的值；

5、通过IWDG_SR 判断重装载值以及预分频系数是否更新完；

6、刷新计数器的值IWDG_RLR，再将IWDG_KR置为0XAAA进行反复的喂狗。

四、IWDG配置步骤

4.1、IWDG溢出时间计算

寄存器设置分频系数的方法： psc=4 * 2^prer,但最大值只能是256；

4.2、IWDG 的配置步骤

1、取消PR/RLR寄存器写保护。

2、IWDG设置预分频系数和重装载值，启动IWDG。

3、及时喂狗，写入0XAAAA到IWDG_KR。

4.3、IWDG的HAL库驱动

HAL_IWDG_Init 函数，涉及主要的寄存器IWDG_PR/RL/KP,使能IWDG设置预分频系数和重装载值。

/**
  * @brief  Initialize the IWDG according to the specified parameters in the
  *         IWDG_InitTypeDef and start watchdog. Before exiting function,
  *         watchdog is refreshed in order to have correct time base.
  * @param  hiwdg  pointer to a IWDG_HandleTypeDef structure that contains
  *                the configuration information for the specified IWDG module.
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Init(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)
{
  uint32_t tickstart;

  /* Check the IWDG handle allocation */
  if (hiwdg == NULL)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_IWDG_ALL_INSTANCE(hiwdg->Instance));
  assert_param(IS_IWDG_PRESCALER(hiwdg->Init.Prescaler));
  assert_param(IS_IWDG_RELOAD(hiwdg->Init.Reload));

  /* Enable IWDG. LSI is turned on automatically */
  __HAL_IWDG_START(hiwdg);

  /* Enable write access to IWDG_PR and IWDG_RLR registers by writing
  0x5555 in KR */
  IWDG_ENABLE_WRITE_ACCESS(hiwdg);

  /* Write to IWDG registers the Prescaler & Reload values to work with */
  hiwdg->Instance->PR = hiwdg->Init.Prescaler;
  hiwdg->Instance->RLR = hiwdg->Init.Reload;

  /* Check pending flag, if previous update not done, return timeout */
  tickstart = HAL_GetTick();

  /* Wait for register to be updated */
  while ((hiwdg->Instance->SR & IWDG_KERNEL_UPDATE_FLAGS) != 0x00u)
  {
    if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HAL_IWDG_DEFAULT_TIMEOUT)
    {
      if ((hiwdg->Instance->SR & IWDG_KERNEL_UPDATE_FLAGS) != 0x00u)
      {
        return HAL_TIMEOUT;
      }
    }
  }

  /* Reload IWDG counter with value defined in the reload register */
  __HAL_IWDG_RELOAD_COUNTER(hiwdg);

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

其形参为结构体指针：IWDG_HandleTypeDef *hiwdg；进一步看主要由三个参数进行定义：

/**
  * @brief  IWDG Init structure definition
  */
typedef struct
{
  uint32_t Prescaler;  /*!< Select the prescaler of the IWDG.
                            This parameter can be a value of @ref IWDG_Prescaler */

  uint32_t Reload;     /*!< Specifies the IWDG down-counter reload value.
                            This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 0x0FFF */

} IWDG_InitTypeDef;

/**
  * @brief  IWDG Handle Structure definition
  */
typedef struct
{
  IWDG_TypeDef                 *Instance;  /*!< Register base address    */

  IWDG_InitTypeDef             Init;       /*!< IWDG required parameters */
} IWDG_HandleTypeDef;

HAL_IWDG_Refresh 函数，涉及主要的寄存器IWDG_KR，把重装载寄存器的值重载到计数器中，也就是喂狗。

/**
  * @brief  Refresh the IWDG.
  * @param  hiwdg  pointer to a IWDG_HandleTypeDef structure that contains
  *                the configuration information for the specified IWDG module.
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_IWDG_Refresh(IWDG_HandleTypeDef *hiwdg)
{
  /* Reload IWDG counter with value defined in the reload register */
  __HAL_IWDG_RELOAD_COUNTER(hiwdg);

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

该库函数的参数 结构体指针：IWDG_HandleTypeDef *hiwdg；

五、源码及验证

5.1实验说明

​ 可以看到 LED0 不停的闪烁，证明系统在不停的复位，否则 LED0 常亮。这时我们不停的按 KEY_0按键，可以看到 LED0 就常亮了，不会再闪烁。也就是说不按下KEY0按键时，程序不停地在看门狗复位，按下按键的过程也就是喂狗的过程，及时喂狗打断复位，让LED0长亮。

5.2源码

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/led/led.h"
#include "./BSP/iwdg/IWDG.h"
#include "./BSP/key/key.h"
 
int main(void)
{
    HAL_Init();                              /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);      /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                          /* 延时初始化 */
    led_init();                              /* LED初始化 */
    key_init();                              /* KEY初始化 */
    delay_ms(100);                           /* 延时1s，再初始化看门狗，作用是为了使LED0的灯进行可视化 */
    iwdg_init(IWDG_PR_PR_2,625);             /* 预分频系数为64，重载值为625，看门狗的时间约为1s */
    LED1(0);                                 /* 点亮LED0 */   
    while(1)
    { 
        
       if (key_scan()==1) /* 如果KEY0 按下,则喂狗 */
         {
            iwdg_feed(); /* 喂狗 */
         }    
    }
}

IWDG.c

#include "./BSP/iwdg/IWDG.h"
IWDG_HandleTypeDef g_iwdg_handle;//定义独立看门狗句柄；
/**；
 * @brief       初始化独立看门狗 
 * @param       prer:预分频系数；
 *   @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). 
 * @retval      无
 */
 void iwdg_init(uint8_t prer,uint16_t rlr)
 {
   g_iwdg_handle.Instance=IWDG;
   g_iwdg_handle.Init.Prescaler=prer;
   g_iwdg_handle.Init.Reload=rlr;
  HAL_IWDG_Init(&g_iwdg_handle);
 }
/**；
 * @brief       喂狗函数 
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void  iwdg_feed(void)
{
 HAL_IWDG_Refresh(&g_iwdg_handle);
 
}

key.c

#include "./BSP/key/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/**
 * @brief       初始化KEY相关IO口, 并使能时钟
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void key_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; //定义GPIO结构体
     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();//使能GPIOB的时钟；
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_4;//设置IO口的引脚；
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;//设置IO口的工作模式
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//设置IO口的输入速度。
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
}
 
/**
 * @brief       判断按键是否按下
 * @param       无
 * @retval      keyval如果是1就是按键按下，如果是0就是按键未按下
 */
 
uint8_t key_scan()
{
    uint8_t keyval=0;//定义一个返回值，用于判断按键是否按下
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_4)==0)//判断按键是否按下
    {
        delay_ms(20);
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_4)==1);//判断按下后是否松开
        keyval=1; 
    }
    return  keyval;
    
}

led.c

#include "./BSP/led/led.h"
 
 /**；
 * @brief       初始化LED函数 
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void led_init(void)
{ 
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//使能GPIOB的时钟；
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;//定义GPIO结构体
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //设置IO口的工作模式
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_5;//设置IO口的引脚；
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;//设置IO口上下；
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//设置IO的速度；        
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    LED1(1);//关闭LED灯；
}

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
 void led_init(void);//初始化LED函数 
 
#define LED1(x) do{ x ? \
                        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET): \
                        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); \
                    }while(0)//进行宏定义，通过LED1(x),设置一个三目运算符，如果是1就关闭LED，如果是0就打开LED.
#endif

本文作者: zhangJinLong
本文链接: https://zhang426fly.github.io/2025/07/05/stm32/IWDG简介/
版权声明: 本博客所有文章除特别声明外，均采用BY-NC-SA许可协议。转载请注明出处！