看門狗簡介

看門狗通常用來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)因為一些特殊的情況導(dǎo)致程序跑飛，或者運行邏輯錯誤，而沒 有及時喂狗時，看門狗會將MCU重新復(fù)位，以達(dá)到自動從異常中恢復(fù)的效果。建議用戶在所有應(yīng)用中都使用看門狗，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

AT32單片機(jī)有兩個看門狗：看門狗（WDT）和窗口看門狗（WWDT）：

• 看門狗（WDT）：一個12位的遞減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器從某個值遞減到0的時候，系統(tǒng)會產(chǎn)生復(fù)位，如果在計數(shù)器遞減到0之前刷新了遞減計數(shù)器，那么就不會產(chǎn)生復(fù)位。
• 窗口看門狗（WWDT）：一個7位的遞減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器從某個值遞減到0x3F的時候，系統(tǒng)會產(chǎn)生復(fù)位，如果在規(guī)定時間刷新了計數(shù)器（窗口時間內(nèi)），那么就不會產(chǎn)生復(fù)位。

各個型號差異

各型號的窗口看門狗（WWDT）相同，程序兼容。

各型號的看門狗（WDT）基本功能相同，只是各個型號之間，可能去掉了更高級的窗口功能或者低功耗下可選的停止運行功能，其余功能相同并且程序兼容。

表1. 各型號看門狗（WDT）差異√：表示支持該功能，且功能相同。×：表示不支持該功能。

使用場景對比

看門狗（WDT）和窗口看門狗（WWDT）作為兩種不同類型的看狗，有著不用的適用環(huán)境。圖1. WDT與WWDT使用場景對比

特點對比

圖2. WDT與WWDT特點對比

看門狗WDT

寄存器訪問

狀態(tài)寄存器看門狗功能位于兩個不同的區(qū)域，寄存器部分位于1.2V電壓域，計數(shù)邏輯部分位于VDD電壓域，所以看門狗能夠在SLEEP、DEEPSLEEP、STANDBY模式下運行。

對看門狗寄存器的寫操作位于1.2V電壓域，所以當(dāng)寫了寄存器之后，還需要將寄存器值同步到VDD電壓域。每一個寄存器都有一個同步標(biāo)志指示同步操作是否完成。每一次同步時間最多需要4個LICK時鐘，大約125us。當(dāng)寫了寄存器之后對應(yīng)的同步標(biāo)志自動置1，當(dāng)同步完成了之后標(biāo)志自動清0，在同步標(biāo)志清零之前，不允許再寫此寄存器。

圖3. 看門狗框圖

RLDF：當(dāng)該位為1時，表示重裝載值的同步正在進(jìn)行中；當(dāng)為0時，表示該過程執(zhí)行完成。

DIVF：當(dāng)該位為1時，表示預(yù)分頻器值的同步正在進(jìn)行中；當(dāng)為0時，表示該過程執(zhí)行完成。WINF：當(dāng)該位為1時，表示窗口值的同步正在進(jìn)行中；當(dāng)為0時，表示該過程執(zhí)行完成。

標(biāo)志獲取函數(shù)：

寄存器寫保護(hù)

看門狗寄存器受到寫保護(hù)，在寫寄存器前需要先解鎖寫保護(hù)，寫命令寄存器CMD=0x5555解鎖寫保護(hù)。當(dāng)寫一個其他值，將重新開啟讀保護(hù)。受讀保護(hù)的寄存器如下表所示：表2. 看門狗寄存器

寄存器解鎖寫保護(hù)函數(shù)：

時鐘結(jié)構(gòu)

圖4. 看門狗時鐘

看門狗計數(shù)器由LICK時鐘驅(qū)動，經(jīng)過8位的預(yù)分頻器得到遞減計數(shù)器時鐘。LICK是內(nèi)部RC時鐘，其典型值為40kHz，范圍為30kHz~60kHz之間（詳情請見對應(yīng)型號的數(shù)據(jù)手冊）。所以超時時間也是在一定區(qū)間內(nèi)，使用時應(yīng)注意在超時時間配置上應(yīng)該留有余量，如果需要獲得較為精確的看門狗超時時間，可以先通過定時器測量出LICK頻率，然后再根據(jù)實際的LICK頻率計算超時時間。

通過寄存器DIV[2：0]配置配置不同的預(yù)分頻值，可配置預(yù)分頻值為4、8、16、32、64、128、256。

分頻設(shè)置函數(shù)：

計數(shù)器

看門狗的計數(shù)器是一個12位的遞減計數(shù)器，最大值為0xFFF。當(dāng)開啟看門狗后，計數(shù)值將從設(shè)定的值開始遞減，當(dāng)遞減到0時，產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。圖5. 看門狗重載

計數(shù)值通過重載寄存器RLD設(shè)置，在分頻值確定的情況下，該值的大小決定了看門狗復(fù)位的時間長 短，每當(dāng)往命令寄存器WDT_CMD寫入0xAAAA時，該寄存器的值便會更新到遞減計數(shù)器中（此操作通常稱為喂狗），喂狗的操作需要在計數(shù)器遞減到0之前進(jìn)行，不然會發(fā)生復(fù)位。

看門狗復(fù)位時間計算如下：

表3. 看門狗復(fù)位時間（LICK=40kHz）

重載值設(shè)置函數(shù)：

重載看門狗計數(shù)器（喂狗）函數(shù)：

窗口功能

當(dāng)WIN[11：0]設(shè)置為非默認(rèn)值（0xFFF）將開啟窗口功能。當(dāng)在計數(shù)值大于窗口值時重載計數(shù)器值將會產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位，例如將WIN值設(shè)置成800時允許重載的窗口時間如下圖所示。圖6. 窗口功能

窗口設(shè)置函數(shù)：

低功耗停止計數(shù)

看門狗能夠在SLEEP、DEEPSLEEP、STANDBY模式下運行，用戶可選擇進(jìn)入DEEPSLEEP、STANDBY模式后計數(shù)器是否停止計數(shù)，可由用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)中的nWDT_DEPSLP、nWDT_STDBY位配置。

如果設(shè)置了停止計數(shù)，當(dāng)進(jìn)入了DEEPSLEEP、STANDBY模式后，看門狗計數(shù)器停止遞減，意味著看門狗在這兩種低功耗模式下不會發(fā)生復(fù)位，當(dāng)從這兩種模式喚醒后，計數(shù)器從進(jìn)入時的值繼續(xù)遞減。

圖7. 低功耗停止計數(shù)功能

用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)擦除函數(shù)：

用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置函數(shù)：

低功耗停止功能使用示例：

啟動看門狗

看門狗啟動方式分為硬件啟動和軟件啟動，當(dāng)看門狗啟動了之后不能被關(guān)閉，除非發(fā)生復(fù)位。

軟件啟動方式

向命令寄存器寫入0xCCCC，啟用看門狗。

看門狗軟件使能函數(shù)：

硬件啟動方式

硬件啟動則需通過配置用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)的nWDT_ATO_EN位來實現(xiàn)，使能硬件看門狗后，看門狗將在上電復(fù)位后自動開始運行。

硬件啟動看門狗使用示例：

使用方法

看門狗一般用于檢測程序跑飛或者死循環(huán)，比如一個正常的程序運行完的時間是10ms，可以設(shè)置看門狗超時的時間為20ms，當(dāng)程序運行完便立即進(jìn)行喂狗操作，這樣便不會產(chǎn)生復(fù)位，超過20ms還未喂狗時，說明產(chǎn)生了故障，此時會復(fù)位MCU。

例如：要設(shè)置WDT超時時間為20ms，那么可以設(shè)置預(yù)分頻值為4，計數(shù)值為200

配置步驟：1. 禁止寄存器寫保護(hù)

2. 設(shè)置預(yù)分頻值為4

3. 設(shè)置重載值為200

4. 啟用看門狗

5. 在應(yīng)用程序中重載計數(shù)器

窗口看門狗WWDT

窗口看門狗（WWDT）主要作用是用來檢測軟件邏輯是否按照預(yù)期執(zhí)行，其喂狗時間是一個有上下范圍內(nèi)，可以通過相關(guān)的寄存器，設(shè)定其上限時間和下限時間，喂狗的時間不能過早也不能過晚（當(dāng)遞減計數(shù)器的值小于0x40，或者當(dāng)遞減計數(shù)器在窗口外被刷新時產(chǎn)生復(fù)位）。

時鐘結(jié)構(gòu)

圖8. 窗口看門狗時鐘

窗口看門狗時鐘由APB1時鐘分頻而來，由于APB1_CLK的精確性，因此窗口看門狗時間精度很高。APB1時鐘先經(jīng)過4096分頻后，再送到預(yù)分頻器，最后提供給7位遞減計數(shù)器CNT[6:0]。可以配置不同的預(yù)分頻值來獲得不同的時鐘，通過DIV[1：0]可配置預(yù)分頻值取值范圍為1、2、4、8。

分頻設(shè)置函數(shù)：

計數(shù)器

窗口看門狗的計數(shù)器是一個7位的遞減計數(shù)器，最大值為0x7F，當(dāng)開啟看門狗后，計數(shù)值將從設(shè)定的值開始遞減，當(dāng)遞減到0x3F時，產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。

表4. 窗口看門狗復(fù)位時間（PCLK=72MHz）

計數(shù)值設(shè)置函數(shù)：

窗口功能

窗口的值（WIN[6：0]）可以自由設(shè)定，最大值為（0x7F），最小值必須大于下窗口的0x40，所以取值范圍為64~127（即：0x40~0x7F）；只有當(dāng)遞減計數(shù)器的值小于等于窗口值時，才允許刷新遞減計數(shù)器，否則將會產(chǎn)生復(fù)位。

為了便于喂狗，應(yīng)用程序也可以利用重載計數(shù)器中斷（RLDIEN）進(jìn)行喂狗。當(dāng)遞減計數(shù)器到達(dá)0x40時，則產(chǎn)生中斷，在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序中重新設(shè)置計數(shù)器。

圖9. 窗口功能

如上圖所示當(dāng)配置窗口值為0x4F時，不允許刷新的窗口為0x7F~0x50，允許刷新的窗口為0x4F~0x40。

重載標(biāo)志清除函數(shù)：

重載標(biāo)志獲取函數(shù)：

重載中斷使能函數(shù)：

窗口設(shè)置函數(shù)：

看門狗使能

設(shè)置WWDTEN=1使能窗口看門狗，當(dāng)窗口看門狗被打開后不能被關(guān)閉，直到復(fù)位。為了避免使能看門狗后立即發(fā)生復(fù)位，在使能看門狗時，應(yīng)該同時配置看門狗計數(shù)值。窗口看門狗使能函數(shù)：

使用方法

窗口看門狗一般用于檢測邏輯運行是否正常，比如一個正常的程序執(zhí)行完的時間是10ms，當(dāng)程序在10ms以前執(zhí)行完說明出現(xiàn)了邏輯錯誤，可以設(shè)置看門狗窗口值為9ms，當(dāng)程序在9ms以前進(jìn)行喂狗時，說明程序產(chǎn)生了故障，此時會產(chǎn)生一個復(fù)位。

例如：當(dāng)PCLK1=36MHz時，要設(shè)置WWDT超時時間為9ms，那么可以設(shè)置預(yù)分頻值為4，總的分頻為 4x4096=16384。計數(shù)值為127，窗口值為108，此時從計數(shù)值減到窗口值時間約為9.1ms。

所以允許喂狗時間為9.1~29.1ms，不允許喂狗時間為0~9.1ms。

配置步驟：

1. 開啟窗口看門狗APB1時鐘

2. 設(shè)置預(yù)分頻值為4，總的分頻為4096x4=16384

3. 設(shè)置窗口值為108

4. 啟用看門狗

5. 在應(yīng)用程序中重載計數(shù)器

備注：需要在0x3F<遞減計數(shù)器<=窗口值執(zhí)行

案例 看門狗WDT使用

功能簡介

演示看門狗（WDT）功能使用。

資源準(zhǔn)備

1) 硬件環(huán)境:對應(yīng)產(chǎn)品型號的AT-START BOARD

2) 軟件環(huán)境

project\at_start_f4xx\examples\wdt\wdt_reset

注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環(huán)境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_xxx\templates中各種編譯環(huán)境（例如IAR6/7,keil 4/5）進(jìn)行簡單修改即可。

軟件設(shè)計

1) 配置流程

• 初始化看門狗
• 在主程序中喂狗

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 正常運行時看門狗不會復(fù)位，當(dāng)按下按鍵后，停止喂狗，導(dǎo)致MCU復(fù)位。
• 復(fù)位后，如果檢查到是看門狗復(fù)位則LED4點亮，否則LED4不亮。

案例 窗口看門狗WWDT使用

功能簡介

演示窗口看門狗（WWDT）功能使用。

資源準(zhǔn)備

1) 硬件環(huán)境:對應(yīng)產(chǎn)品型號的AT-START BOARD

2) 軟件環(huán)境

project\at_start_f4xx\examples\wwdt\wwdt_reset

注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環(huán)境上使用，請參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_xxx\templates中各種編譯環(huán)境（例如IAR6/7,keil 4/5）進(jìn)行簡單修改即可。

軟件設(shè)計

1) 配置流程

• 初始化窗口看門狗
• 在主程序中喂狗

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 正常運行時窗口看門狗不會復(fù)位，當(dāng)按下按鍵后，停止喂狗，導(dǎo)致MCU復(fù)位。
• 復(fù)位后，如果檢查到是窗口看門狗復(fù)位則LED4點亮，否則LED4不亮。

關(guān)于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動全球市場32位微控制器(MCU)創(chuàng)新趨勢的芯片設(shè)計公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新，全系列采用55nm先進(jìn)工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內(nèi)核，締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運算效能，并支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當(dāng)多元的終端產(chǎn)品成功案例：如微型打印機(jī)、掃地機(jī)、光流無人機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)、工業(yè)縫紉機(jī)、伺服驅(qū)控、電競周邊市場、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動工具等終端設(shè)備應(yīng)用，廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費、商務(wù)及工控等領(lǐng)域。