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【报告7054】看门狗的详细介绍(重点:喂狗操作应该在主循环或其他正常运行的代码段中执行,而不是在中断服务函数中进行)

智能座舱与自动驾驶  · 公众号  ·  · 2024-08-13 22:44

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以下为报告全部内容:

1. 看门狗的作用是:当单片机因为软硬件问题或者外界干扰导致死机时,可以自动复位单片机,使系统重新正常工作。

当电脑的系统死机了,我们可以人为手动的进行重启,使电脑重新正常工作。但当火星的 单片机系统 死机了,我们没办法人为的去重启,只能靠这只看门狗来程序启动系统。

2. 看门狗工作原理:

假设计数值为1000,计数间隔时间为1ms,定时时间就为1s,看门狗就会在1s后执行单片机复位(计数值递减到0)。如果在计时结束前,执行喂狗操作,看门狗就会程序开始计时,比如在计数值300的位置执行喂狗,看门狗的计数值就会在1000和300间循环变化,不会导致系统复位。但当系统死机时,将无法执行正常的喂狗操作,看门狗的计数值就会一直递减到0,使系统复位,程序正常工作。

3. 看门狗的使用原则:

看门狗的使用原则是系统正常工作时不复位,系统死机时尽快复位。如果做不到这两点,说明看门狗的使用是不正确的。

4. 关于STM32F4 独立看门狗IWDG的配置

配置看门狗主要关注的是看门狗的超时复位时间,需要配置时钟分频系数和12位定时器重载值

例如我们将分频系数的寄存器配置为8,将定时器重载值的寄存器配置为4095,rc振荡器的时钟位32kHZ,32kHZ八分频等于4kHZ,4kHZ的周期是0.25ms,然后0.25*(4095+1)=1024ms,1024ms就是看门狗的超时复位时间。我们要注意的是独立看门狗的时钟是由独立RC振荡器提供,它是不精确的

看门狗的启动和喂狗主要操作的是key寄存器。看门狗的启动可分为软件启动和硬件启动,其中软件启动更加常用,只需要将key寄存器设为0xCCCC,硬件启动可以通过STM32cube programmer来修改option bytes的选项即可,不选中WDG_SW就可以是单片机上电后自动硬件启动看门狗。

看门狗的默认时钟分频系数是4,重载值是4095,复位时间大约为0.5s。硬件启动后我们依然可以通过修改分频系数和重载值寄存器来修改复位时间,硬件启动可以避免软件启动看门狗前系统死机,因此硬件启动更加可靠。

无论是硬件启动还是软件启动看门狗,看门狗在启动后都不能关闭看门狗的喂狗操作, 看门狗的喂狗操作只需要将key寄存器的值修改为0xAAAA

5. 关于看门狗的三个注意问题

(1)看门狗的复位时间

STM32 F4看门狗的复位时间约为0.5~32秒,一般设置为1~2秒,可以根据项目需要设置为其他值

(2)不要在定时器中断服务函数中喂狗

喂狗操作应该在主循环或其他正常运行的代码段中执行,而不是在中断服务函数中进行 。中断服务函数应尽可能短暂且高效,以确保系统响应性能。如果系统在主循环或其他正常运行的代码段中停止响应,看门狗将在超过设置的超时时间后触发复位,以重新启动系统。

如果系统发生死机了,即使喂狗操作在定时器中断服务函数中,依然无法正常喂狗,因为如果系统发生死机,整个程序的执行都会停止,包括中断的触发和执行。

(3)如何暂停看门狗

6. 关于三个问题中第二个问题的补充

STM32系统在main函数的while(1)中死机会导致所有中断事件无法相应吗?

当STM32系统发生死机时,其中断处理机制会受到影响,导致所有中断事件无法得到正常响应。

在STM32中,中断处理是通过向量表(Vector Table)和中断优先级配置来完成的。当一个中断事件发生时,处理器会跳转到相应的中断服务函数执行相应的处理操作。然而,当系统发生死机时,主循环无法正常运行,处理器也无法执行到中断服务函数所在的代码。

由于死机意味着系统处于无响应状态,处理器无法继续执行任何代码,包括中断服务函数。因此,即使有中断事件触发,也无法得到相应的处理。

为了确保中断的正常响应,在编写STM32应用程序时,需要注意避免导致死机的问题,如死循环、内存溢出、资源竞争等。当出现异常情况时,可以利用看门狗定时器或其他机制来进行系统复位,以恢复系统的正常运行

……

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