代码收藏家 STM32看门狗原理及应用：独立看门狗与窗口看门狗详解——零基础入门教程第九十四步
| 主题 | 内容 | 教学目的/扩展视频 |
|---|---|---|
| 看门狗 | 什么是看门狗，原理分析，启动喂狗方法，读标志位。 | 熟悉在程序里用看门狗。 |
师从洋桃电子，杜洋老师
📑文章目录
一、看门狗核心原理
1.1 工作原理图解
正常流程
异常状态
程序启动
看门狗初始化
程序运行中
定时喂狗
未及时喂狗
计数器重置
计数器归零
系统复位
1.2 经典水桶比喻
| 比喻要素 | 技术对应 |
|---|---|
| 水龙头流速 | 计数器递减频率 |
| 桶容量 | 初始重载值 |
| 倒水操作 | 喂狗动作 |
| 水溢出 | 系统复位 |
二、STM32看门狗双雄对比
2.1 参数对照表
| 特性 | 独立看门狗(IWDG) | 窗口看门狗(WWDG) |
|---|---|---|
| 时钟源 | 独立40kHz RC振荡器 | 主时钟(PCLK1) |
| 计数器位宽 | 12位递减计数器 | 7位递减计数器 |
| 工作模式 | 停机/待机模式可用 | 需主时钟运行 |
| 喂狗时间 | 任意时间 | 指定时间窗口 |
| 特殊功能 | 自由定时器模式 | 早期预警中断 |
| 典型应用场景 | 基础监控/低功耗场景 | 时序严格控制系统 |
2.2 架构框图
独立看门狗架构
归零
40kHz RC振荡器
8位预分频器
12位递减计数器
系统复位
喂狗操作
窗口看门狗架构
下窗口值
上窗口值
窗口期内
主时钟
预分频器
7位递减计数器
复位信号
中断预警
喂狗操作
三、独立看门狗(IWDG)深度解析
3.1 关键特性
3.2 配置示例代码
// IWDG初始化
void IWDG_Init(uint16_t reload, uint8_t prescaler)
{
IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
IWDG_SetPrescaler(prescaler);
IWDG_SetReload(reload);
IWDG_ReloadCounter();
IWDG_Enable();
}
// 喂狗操作
void Feed_Dog(void)
{
IWDG_ReloadCounter();
}
四、窗口看门狗(WWDG)进阶应用
4.1 核心特征
4.2 配置代码示例
// WWDG初始化
void WWDG_Init(uint8_t counter, uint8_t window)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);
WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);
WWDG_SetWindowValue(window);
WWDG_Enable(counter);
WWDG_ClearFlag();
WWDG_EnableIT();
}
// 中断服务函数
void WWDG_IRQHandler(void)
{
if(WWDG_GetFlagStatus() != RESET) {
// 处理早期预警
WWDG_SetCounter(0x7F);
WWDG_ClearFlag();
}
}
五、设计实践指南
5.1 参数计算工具
| 看门狗类型 | 计算公式 | 示例计算（超时1s） |
|---|---|---|
| IWDG | Tout = (4×2^prescaler) × reload / 40k | prescaler=4(256分频), reload=1250 |
| WWDG | Tout = (4096×2^WDGTB) × (T[5:0]+1) / PCLK1 | PCLK1=36M, WDGTB=3, T=54 |
5.2 调试技巧
- 利用IWDG冻结功能：在调试模式暂停计数器
- WWDG窗口时间测量：使用逻辑分析仪捕获喂狗信号
- 安全喂狗策略：在多个关键节点重复喂狗
- 异常处理机制：在复位前保存系统状态
六、常见问题解答
Q1：看门狗导致频繁复位怎么办？
Q2：如何选择看门狗类型？
Q3：窗口看门狗窗口值如何设置？
七、扩展应用
7.1 复合监控系统
主任务
IWDG喂狗
关键子任务
WWDG喂狗
硬件级监控
时序级监控
7.2 看门狗高级用法
- 系统自检模式：故意触发复位测试看门狗功能
- 低功耗唤醒：配合停机模式实现定时唤醒
- 安全认证：通过看门狗记录系统运行状态
附：STM32看门狗相关寄存器速查表
| 寄存器 | IWDG | WWDG |
|---|---|---|
| 控制寄存器 | IWDG_KR | WWDG_CR |
| 预分频寄存器 | IWDG_PR | WWDG_CFR |
| 重载寄存器 | IWDG_RLR | WWDG_CFR |
| 状态寄存器 | – | WWDG_SR |
八、相关资源
[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] 看门狗原理.pptx
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📌 下期预告：下一期将探讨看门狗应用程序分析，欢迎持续关注！
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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：v1.0 初始版本（2025-04-06）
作者：触角01010001
