MCU微課堂

CKS32F107XX系列窗口看門(mén)狗介紹

第六十六期 2025.11.24

中科芯CKS32F107xx系列產(chǎn)品內(nèi)部提供兩個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器單元，獨(dú)立型看門(mén)狗IWDG（Independent Watchdog）和窗口型看門(mén)狗WWDG（Window Watchdog），本文主要介紹WWDG的應(yīng)用，關(guān)于IWDG的詳情，請(qǐng)參看我們的IWDG微課堂內(nèi)容。

WWDG簡(jiǎn)介

通過(guò)前面的課程，我們知道IWDG獨(dú)立看門(mén)狗的工作原理就是一個(gè)遞減計(jì)數(shù)器在LSI時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下不斷的往下遞減計(jì)數(shù)，當(dāng)減到0之前如果沒(méi)有刷新遞減計(jì)數(shù)器的值（俗稱喂狗），便會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位。

WWDG窗口看門(mén)狗也是一個(gè)遞減計(jì)數(shù)器不斷的往下遞減計(jì)數(shù)。但和IWDG獨(dú)立看門(mén)狗有四處不同：

（1）IWDG由獨(dú)立RC振蕩器產(chǎn)生的LSI驅(qū)動(dòng)，不受主時(shí)鐘影響，但精度不高；WWDG由APB1分頻時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，受主時(shí)鐘影響，精度高。

（2）IWDG直接由VDD電壓域供電，即使在MCU停止模式和待機(jī)模式下仍然能照常工作。

（3）IWDG計(jì)數(shù)器減到下限0時(shí)觸發(fā)復(fù)位，WWDG計(jì)數(shù)器減到下限0x40時(shí)觸發(fā)復(fù)位，下限值不同。

（4）IWDG計(jì)數(shù)器只有復(fù)位下限值0，WWDG計(jì)數(shù)器不僅有復(fù)位下限0x40，還有一個(gè)復(fù)位上限X（用戶設(shè)定），上限值與下限值之間形成一個(gè)復(fù)位窗口。WWDG計(jì)數(shù)器的值在減到上限X之前（窗口外）喂狗,同樣也會(huì)產(chǎn)生復(fù)位。因此WWDG必須在窗口上限和窗口下限之間才可以喂狗，這是窗口看門(mén)狗的特殊之處。

WWDG詳細(xì)介紹

1、WWDG功能框圖解析

下圖是獨(dú)立看門(mén)狗的功能框圖，分4個(gè)部分進(jìn)行說(shuō)明。

① WWDG時(shí)鐘：窗口看門(mén)狗的時(shí)鐘來(lái)自APB1時(shí)鐘線分頻出的PCLK1，最大42MHz，由RCC時(shí)鐘控制器控制開(kāi)啟。

② 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘和WWDG_CFR寄存器：CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘 = PCLK1 / 4096，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘由CK計(jì)時(shí)器時(shí)鐘經(jīng)過(guò)預(yù)分頻器分頻得到，分頻系數(shù)由配置寄存器WWDG_CFR的WWDGTB[1:0]控制，可以是0~3，因此計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘CNT_CK = PCLK1 / 4096 / (2^WWDGTB)，進(jìn)而可算出一個(gè)計(jì)數(shù)周期時(shí)間是T = 1 / CNT_CK。

③ 計(jì)數(shù)器和WWDG_CR寄存器：WWDG的計(jì)數(shù)器是一個(gè)7位遞減計(jì)數(shù)器，其值存放在控制器寄存器WWDG_CR的T[6:0]中，當(dāng)該計(jì)數(shù)器的值從0x40變?yōu)?x3F時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位，因此計(jì)數(shù)器的值只能是在0x7F~0x40之間，有效位是T[5:0]。WWDG_CR的WDGA位則是窗口看門(mén)狗的激活位，可由軟件置1來(lái)啟動(dòng)WWDG，要注意WDGA一旦置1，只能在硬件復(fù)位后才能清零。

④ 窗口上限值：WWDG的窗口下限值固定是0x40,但窗口上限值可以人為設(shè)定，具體可由WWDG_CFR配置寄存器的W[6:0]設(shè)置，其值必須大于0x40且小于0x7F，否則就失去了意義。

最后介紹的是狀態(tài)寄存器（WWDG_SR）和EWI(Early wakeup interrupt)中斷，該寄存器用來(lái)記錄當(dāng)前是否有提前喚醒EWI的中斷標(biāo)志。該寄存器僅有位0有效，其他都是保留位。當(dāng)計(jì)數(shù)器值達(dá)到0x40時(shí)，此位由硬件置1，它必須通過(guò)軟件寫(xiě)0來(lái)清除。在初始化WWDG時(shí)，一般會(huì)先通過(guò)軟件寫(xiě)0清除一次。用戶可以在EWI(Early wakeup interrupt)中斷服務(wù)程序里進(jìn)行一些必要的操作。

2、計(jì)算看門(mén)狗超時(shí)時(shí)間

窗口看門(mén)狗的時(shí)序圖如下。

假設(shè)PCLK1時(shí)鐘為36MHz，按照上述計(jì)算方法，可以得到WWDG的超時(shí)時(shí)間計(jì)算公式Twwdg =1 / PCLK1 x 4096 x 2^WDGTB x (T[5:0]+1)，范圍如下表。

3、WWDG庫(kù)函數(shù)配置步驟

（1）使能WWDG時(shí)鐘

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE); // WWDG 時(shí)鐘使能

（2）設(shè)置WWDG窗口上限和WDGTB分頻系數(shù)

void WWDG_SetWindowValue(uint8_t WindowValue); //設(shè)置WWDG 窗口上限

void WWDG_SetPrescaler(uint32_t WWDG_Prescaler); //設(shè)置WDGTB分頻系數(shù)

（3）開(kāi)啟WWDG中斷并分組

WWDG_ClearFlag(); //清除提前喚醒中斷標(biāo)志位

NVIC_Init(); //設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)

WWDG_EnableIT(); //開(kāi)啟窗口看門(mén)狗中斷

（4）設(shè)置計(jì)數(shù)器初始值并使能看門(mén)狗

void WWDG_Enable(uint8_t Counter); //設(shè)置計(jì)數(shù)器值并使能看門(mén)狗

完成以上4個(gè)步驟之后，我們就可以使用窗口看門(mén)狗了。之后在程序里面就必須周期性的在窗口上下限范圍內(nèi)進(jìn)行喂狗（一般調(diào)用WWDG_SetCounter函數(shù)），否則將導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位。

4、WWDG的應(yīng)用場(chǎng)景

WWDG一般被用來(lái)監(jiān)測(cè)由外部干擾或不可預(yù)見(jiàn)的邏輯條件造成的應(yīng)用程序背離正常的運(yùn)行序列而產(chǎn)生的軟件故障。比如一個(gè)十分關(guān)鍵的程序段正常運(yùn)行的時(shí)間是58ms以內(nèi)，在運(yùn)行完這個(gè)段程序之后緊接著進(jìn)行喂狗，如果在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)還沒(méi)有喂狗，那就說(shuō)明我們監(jiān)控的程序并沒(méi)有在預(yù)期的58ms內(nèi)運(yùn)行完成，可以認(rèn)為出故障了或跑飛了，那么此時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位來(lái)解除這個(gè)故障，讓程序重新運(yùn)行。