熟悉STM32CubeIDE工具軟件的使用。

掌握STM32CubeIDE軟件的基本設(shè)計流程和設(shè)計步驟，能夠使用工具進(jìn)行設(shè)計、編程、仿真調(diào)試。

學(xué)習(xí)窗口看門狗的使用方法，掌握如何利用STM32MP157A芯片的窗口看門狗復(fù)位程序。

2.2實驗環(huán)境

FS-MP1A開發(fā)平臺

ST-Link仿真器

STM32CubeIDE開發(fā)軟件

PC機 XP、Window7/10 (32/64bit)

串口調(diào)試工具

2.3實驗原理

看門狗其實就是一個定時器，從功能上說它可以讓微控制器在程序發(fā)生意外（程序進(jìn)入死循環(huán)或跑飛）的時候，能重新回復(fù)到系統(tǒng)剛上電狀態(tài)，以保障系統(tǒng)出問題的時候可以重啟一次。說的簡單一點，看門狗就是能讓程序出問題時能重新啟動系統(tǒng)。

窗口看門狗的工作原理是一個遞減計數(shù)器不斷的往下遞減計數(shù)，當(dāng)減到一個固定值 0x40 時還不喂狗的話，產(chǎn)生復(fù)位，這個值叫作窗口的下限，是固定的值，不能改變。另外窗口看門狗計數(shù)器的值在減到某一個數(shù)之前喂狗的話也會產(chǎn)生復(fù)位，這個值叫作窗口的上限，上限值由用戶獨立設(shè)置。

窗口看門狗計數(shù)器的值必須在上窗口和下窗口之間才可以喂狗，這就是窗口看門狗中窗口兩個字的含義。

WWDG功能框圖

窗口看門狗時鐘：

窗口看門狗時鐘來自PCLK1,由RCC時鐘控制器啟動。

計數(shù)器時鐘：

計數(shù)器時鐘由 CK計時器時鐘經(jīng)過預(yù)分頻器分頻得到，分頻系數(shù)由配置寄存器 CFR 的位 8:7 WDGTB[1:0]配置，可以是[0,1,2,3]，其中 CK計時器時鐘=PCLK1/4096，4096對應(yīng)于內(nèi)部分頻器的值。所以計數(shù)器的時鐘CNT_CK=PCLK1/4096/(2^WDGTB)，這就可以算出計數(shù)器減一個數(shù)的時間 T= 1/CNT_CK =Tpclk1 * 4096 * (2^WDGTB)。

計數(shù)器：

窗口看門狗的計數(shù)器是一個遞減計數(shù)器，共有 7 位，其值存在控制寄存器 CR 的位 6:0，即 T[6:0]，當(dāng) 7 個位全部為 1時是 0x7F，這個是最大值，當(dāng)遞減到 T6 位變成 0時，即從0x40 變?yōu)?x3F時候，會產(chǎn)生看門狗復(fù)位。這個值 0X40 是看門狗能夠遞減到的最小值，所以計數(shù)器的值只能是：0x40~0x7F之間，實際上用來計數(shù)的是 T[5:0]。當(dāng)遞減計數(shù)器遞減到 0x40 的時候，還不會馬上產(chǎn)生復(fù)位，如果使能了提前喚醒中斷：CFR 位 9 EWI 置 1，則產(chǎn)生提前喚醒中斷，如果真進(jìn)入了這個中斷的話，就說明程序肯定是出問題了，那么在中斷服務(wù)程序里面我們就需要做最重要的工作，比如保存重要數(shù)據(jù)，或者報警等，這個中斷我們也叫它死前中斷。

窗口值：

我們知道窗口看門狗必須在計數(shù)器的值在一個范圍內(nèi)才可以喂狗，其中下窗口的值是

固定的 0x40，上窗口的值可以改變，具體由配置寄存器 CFR 的位 6:0 W[6:0]設(shè)置。其值必須大于 0x40，如果小于或者等于 0x40就是失去了窗口的價值，而且也不能大于計數(shù)器的值，所以必須得小于 0x7F。

窗口看門狗激活情況下，滿足以下條件會產(chǎn)生復(fù)位。

1.當(dāng)遞減計數(shù)器的值小于0x40時(即從0x40到0x3F)會產(chǎn)生復(fù)位。

2.當(dāng)計數(shù)器值大于窗口寄存器的值時，如果軟件重載計數(shù)器，則會產(chǎn)生復(fù)位。

從上面的時序圖中可以看到，如果遞減計數(shù)器的值(T[6:0])大于窗口寄存器（W[6:0]）的值，重載計數(shù)器會產(chǎn)生復(fù)位。當(dāng)遞減計時器的值小于0x40時，也會產(chǎn)生復(fù)位。所以只能在W[6:0] ~ 0x3F之間刷新，在窗口之外重載遞減計數(shù)器時復(fù)位。存儲在窗口寄存器（WWDG_CR）中的值必須介于0xFF和0xC0之間。開啟窗口看門狗中斷時，當(dāng)遞減計數(shù)器的值等于0x40時觸發(fā)中斷。

看門狗超時時間

WWDG時鐘是掛在APB1上的，本實驗配置PCLK1時鐘為64MHz，預(yù)分頻為8，T[5:0]最大為63

ms

2.4實驗步驟

打開STM32CubeIDE->File->New->STM32 Project

可以在左側(cè)搜索框內(nèi)輸入芯片型號STM32MP157A進(jìn)行搜索，選擇對應(yīng)芯片，點擊Next

填寫工程名，點擊Finsh

點擊Yes打開配置頁面

配置WWDG1,勾選Cortex-M4，勾選Activated

配置WWDG計數(shù)器預(yù)分頻為8，窗口寄存器的值為90，遞減計數(shù)器刷新值為127

Early wakeup interrupt使能 Enable，開啟窗口看門狗中斷

配置UART4，勾選Cortex-M4，Mode選擇Asynchronous，搜索框搜索PB2、PG11，分別配置為UART4_RX、UART4_TX

默認(rèn)時鐘配置64MHz

在Code Generator處選擇為每個外設(shè)生成單獨的C和H文件，這樣設(shè)置方便閱讀代碼

完成以上設(shè)置后，Ctrl+S保存，會提示是否需要生成代碼，選擇Yes即可自動生成代碼。系統(tǒng)會自動生成System Clock代碼

可以在左側(cè)工程文件夾找到WDT_CM4子工程,打開main.c

添加窗口看門狗中斷回調(diào)函數(shù)，串口重定向函數(shù)

在main函數(shù)中添加打印語句，實現(xiàn)程序運行正常，不斷打印信息

上述為新建工程配置過程，可參考12.3.2章節(jié)進(jìn)行導(dǎo)入已有工程，工程存放路徑【華清遠(yuǎn)見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\ARM體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)\Cortex-M4\6_WDT】

配置完成或?qū)牍こ毯筮M(jìn)行程序下載，具體步驟參考12.3.3節(jié)進(jìn)行開發(fā)板連接，程序編譯、下載

2.5實驗現(xiàn)象

連接串口線，打開串口調(diào)試助手可以看到

在窗口看門狗中斷回調(diào)函數(shù)中注釋掉HAL_WWDG_Refresh(hwwdg)后，不刷新計數(shù)器。由于不刷新計數(shù)器，看門狗每33ms復(fù)位重啟一次，重新編譯下載后串口輸出如下