10.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

• 獨(dú)立看門狗的原理

• 獨(dú)立看門狗功能介紹

• 實(shí)現(xiàn)獨(dú)立看門狗功能

10.2實(shí)驗(yàn)原理

10.2.1看門狗的原理

一般來說，搭配MCU的產(chǎn)品都需要有長(zhǎng)期運(yùn)行的需求，特別像一些工業(yè)設(shè)備，可能要求運(yùn)行個(gè)幾年都不關(guān)機(jī)，但誰也不能保證在這幾年里，MCU里面的代碼不出任何問題，更何況自然環(huán)境中還存在很多電磁干擾、靜電等，都可能會(huì)導(dǎo)致MCU出現(xiàn)運(yùn)行異常的情況，比如程序卡死啦，進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)啦等等，這個(gè)時(shí)候，我們就可以通過一個(gè)非?？蓯鄣耐庠O(shè)——看門狗，來幫助MCU從異常狀態(tài)復(fù)位，讓程序重新開始從頭運(yùn)行。

看門狗實(shí)際上是一個(gè)定時(shí)器，它的工作原理是：將看門狗定時(shí)器的計(jì)數(shù)器設(shè)定一個(gè)初始值，看門狗開始運(yùn)行后，定時(shí)器中的計(jì)數(shù)值會(huì)在每一個(gè)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘來的時(shí)候減1，如果這個(gè)計(jì)數(shù)值減到0，看門狗就會(huì)內(nèi)部給MCU一個(gè)復(fù)位信號(hào)使MCU復(fù)位。所以應(yīng)用程序中必須每隔一段時(shí)間要對(duì)看門狗的計(jì)數(shù)值進(jìn)行一次重載（看門狗計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初始值），這樣看門狗的計(jì)數(shù)器就不會(huì)減到0了，而當(dāng)程序出現(xiàn)卡死的情況時(shí)，由于不再對(duì)看門狗計(jì)數(shù)器重載，看門狗就會(huì)讓MCU復(fù)位，使MCU從卡死狀態(tài)恢復(fù)出來。這種工作方式是不是就像一條狗，你要每隔一段時(shí)間去喂它，否則它就不給你“看門”了，“看門狗”的名字，就是這么來的。

GD32F303片上有兩個(gè)看門狗外設(shè)——獨(dú)立看門狗（FWDGT）和窗口看門狗（WWDGT），本章我們只講獨(dú)立看門狗。

10.2.2獨(dú)立看門狗（FWDGT）的時(shí)鐘

前面講到，看門狗的計(jì)數(shù)值在每一個(gè)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘來的時(shí)候減1，那么這個(gè)時(shí)鐘是什么呢，我們來看一下GD32F303ZE的時(shí)鐘樹：

從時(shí)鐘樹可以看到，F(xiàn)WDGT的時(shí)鐘來源于IRC40K，這是GD32F303的內(nèi)部時(shí)鐘，典型的頻率值是40KHz。但要注意，這個(gè)IRC40K不是直接連到FWDGT計(jì)數(shù)器的，而是需要經(jīng)過一個(gè)預(yù)分頻器，這個(gè)分頻器大小通過FWDGT_PSC進(jìn)行設(shè)定。

預(yù)分頻寄存器（FWDGT_PSC）：

如設(shè)定PS[2:0]為001b，那么計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率就為40K/8 = 5KHz，即每隔200us計(jì)數(shù)值減1。

10.2.3獨(dú)立看門狗（FWDGT）的重裝載

說完時(shí)鐘，我們來說下FWDGT的計(jì)數(shù)器和重裝載。計(jì)數(shù)器就是按照前面說的，每來一個(gè)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器減1，而計(jì)數(shù)器的初始值，來自于重裝載寄存器。

重裝載寄存器（FWDGT_RLD）：

從“描述”中我們可以看出，向FWDGT_CTL寫入0xAAAA（即喂狗，詳見用戶手冊(cè)FWDGT_CTL寄存器），重裝載寄存器中的數(shù)值就會(huì)自動(dòng)加載到FWDGT的計(jì)數(shù)器中。

重裝載寄存器（FWDGT_RLD）是一個(gè)12位的計(jì)數(shù)器，這就意味著重裝載最大值為65535，再結(jié)合上一節(jié)的時(shí)鐘分頻，F(xiàn)WDGT設(shè)定的最大/最小超時(shí)周期見下表：

10.2.4獨(dú)立看門狗的使用注意事項(xiàng)

獨(dú)立看門狗的時(shí)鐘源來自于IRC40K，這個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘實(shí)際上不是非常的準(zhǔn)確，所以在設(shè)定看門狗重載值和分配器時(shí)需要留有一定的余量，防止應(yīng)用程序由于IRC40K頻率偏差而來不及喂狗，導(dǎo)致不必要的MCU復(fù)位。

10.3硬件設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)我們通過紅楓派開發(fā)板LED0的狀態(tài)來指示MCU復(fù)位情況，用LED1來指示喂狗的情況。

10.4代碼解析

10.4.1獨(dú)立看門狗初始化和喂狗函數(shù)

在driver_wdgt.c中定義了獨(dú)立看門狗的配置函數(shù)drive_fwdgt_config和喂狗函數(shù)Feed_fwdgt：

10.4.2main函數(shù)實(shí)現(xiàn)

以下為main函數(shù)代碼：

本例程main函數(shù)首先進(jìn)行了延時(shí)函數(shù)初始化，再初始化LED0和LED1，并將LED0點(diǎn)亮2s鐘后熄滅，然后配置獨(dú)立看門狗時(shí)鐘預(yù)分頻為64分頻，重載值為1000，即超時(shí)時(shí)間為625/（40K/64）= 1s，再每500ms翻轉(zhuǎn)一次LED1，同時(shí)進(jìn)行喂狗，最后進(jìn)入while(1)循環(huán)。

10.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

紅楓派開發(fā)板上電后，LED0燈亮，2s鐘后熄滅，隨后LED1閃爍5次，再經(jīng)過一段時(shí)間后LED1燈滅，LED0復(fù)亮，周而復(fù)始。