寫在前面：

本文章為《ARM Cortex-M4裸機開發篇》系列中的一篇，，全系列總計14篇。筆者使用的開發平臺為華清遠見FS-MP1A開發板（STM32MP157開發板），Cortex-M4裸機開發篇除了講M4裸機開發外，還會講解通過M4控制資源擴展板上的各種傳感器執行器模塊（包括空氣溫濕度傳感器、LED燈、數碼管、蜂鳴器、震動馬達、按鍵中斷、風扇等），本篇是M4控制資源擴展板中的一篇。

資源擴展板是FS-MP1A開發板的擴展模塊，主要包含了10余種助主流傳感器、執行器件、總線控制器件，非常方便項目擴展用。可拓展開發智慧家庭、智能醫療、智能安防、工業控制、圖像識別、環境檢測等方向的10個左右綜合項目，華清遠見開發板也將配套提供所有項目的說明文檔、實驗源碼、應用程序等資料。

針對FS-MP1A開發板，除了Cortex-M4裸機開發篇外，還包括其他多系列教程，包括Cortex-A7開發篇、FreeRTOS篇、Linux基礎及應用開發篇、Linux系統移植篇、Linux驅動開發篇、硬件設計篇、人工智能機器視覺篇、Qt應用編程篇、Qt綜合項目實戰篇等。d=622457259672

1.資源擴展板介紹

1.1硬件介紹&資源擴展板可開發項目

2.Cortex-M4 窗口看門狗

2.1實驗目的

熟悉STM32CubeIDE工具軟件的使用。

掌握STM32CubeIDE軟件的基本設計流程和設計步驟，能夠使用工具進行設計、編程、仿真調試。

學習窗口看門狗的使用方法，掌握如何利用STM32MP157A芯片的窗口看門狗復位程序。

2.2實驗環境

FS-MP1A開發平臺

ST-Link仿真器

STM32CubeIDE開發軟件

PC機 XP、Window7/10 (32/64bit)

串口調試工具

2.3實驗原理

看門狗其實就是一個定時器，從功能上說它可以讓微控制器在程序發生意外（程序進入死循環或跑飛）的時候，能重新回復到系統剛上電狀態，以保障系統出問題的時候可以重啟一次。說的簡單一點，看門狗就是能讓程序出問題時能重新啟動系統。

窗口看門狗的工作原理是一個遞減計數器不斷的往下遞減計數，當減到一個固定值 0x40 時還不喂狗的話，產生復位，這個值叫作窗口的下限，是固定的值，不能改變。另外窗口看門狗計數器的值在減到某一個數之前喂狗的話也會產生復位，這個值叫作窗口的上限，上限值由用戶獨立設置。

窗口看門狗計數器的值必須在上窗口和下窗口之間才可以喂狗，這就是窗口看門狗中窗口兩個字的含義。

WWDG功能框圖

窗口看門狗時鐘：

窗口看門狗時鐘來自PCLK1,由RCC時鐘控制器啟動。

計數器時鐘：

計數器時鐘由 CK計時器時鐘經過預分頻器分頻得到，分頻系數由配置寄存器 CFR 的位 8:7 WDGTB[1:0]配置，可以是[0,1,2,3]，其中 CK計時器時鐘=PCLK1/4096，4096對應于內部分頻器的值。所以計數器的時鐘CNT_CK=PCLK1/4096/(2^WDGTB)，這就可以算出計數器減一個數的時間 T= 1/CNT_CK =Tpclk1 * 4096 * (2^WDGTB)。

計數器：

窗口看門狗的計數器是一個遞減計數器，共有 7 位，其值存在控制寄存器 CR 的位 6:0，即 T[6:0]，當 7 個位全部為 1時是 0x7F，這個是最大值，當遞減到 T6 位變成 0時，即從0x40 變為0x3F時候，會產生看門狗復位。這個值 0X40 是看門狗能夠遞減到的最小值，所以計數器的值只能是：0x40~0x7F之間，實際上用來計數的是 T[5:0]。當遞減計數器遞減到 0x40 的時候，還不會馬上產生復位，如果使能了提前喚醒中斷：CFR 位 9 EWI 置 1，則產生提前喚醒中斷，如果真進入了這個中斷的話，就說明程序肯定是出問題了，那么在中斷服務程序里面我們就需要做最重要的工作，比如保存重要數據，或者報警等，這個中斷我們也叫它死前中斷。

窗口值：

我們知道窗口看門狗必須在計數器的值在一個范圍內才可以喂狗，其中下窗口的值是

固定的 0x40，上窗口的值可以改變，具體由配置寄存器 CFR 的位 6:0 W[6:0]設置。其值必須大于 0x40，如果小于或者等于 0x40就是失去了窗口的價值，而且也不能大于計數器的值，所以必須得小于 0x7F。

窗口看門狗激活情況下，滿足以下條件會產生復位。

1.當遞減計數器的值小于0x40時(即從0x40到0x3F)會產生復位。

2.當計數器值大于窗口寄存器的值時，如果軟件重載計數器，則會產生復位。

從上面的時序圖中可以看到，如果遞減計數器的值(T[6:0])大于窗口寄存器（W[6:0]）的值，重載計數器會產生復位。當遞減計時器的值小于0x40時，也會產生復位。所以只能在W[6:0] ~ 0x3F之間刷新，在窗口之外重載遞減計數器時復位。存儲在窗口寄存器（WWDG_CR）中的值必須介于0xFF和0xC0之間。開啟窗口看門狗中斷時，當遞減計數器的值等于0x40時觸發中斷。

看門狗超時時間

WWDG時鐘是掛在APB1上的，本實驗配置PCLK1時鐘為64MHz，預分頻為8，T[5:0]最大為63

ms

2.4實驗步驟

打開STM32CubeIDE->File->New->STM32 Project

可以在左側搜索框內輸入芯片型號STM32MP157A進行搜索，選擇對應芯片，點擊Next

填寫工程名，點擊Finsh

點擊Yes打開配置頁面

配置WWDG1,勾選Cortex-M4，勾選Activated

配置WWDG計數器預分頻為8，窗口寄存器的值為90，遞減計數器刷新值為127

Early wakeup interrupt使能 Enable，開啟窗口看門狗中斷

配置UART4，勾選Cortex-M4，Mode選擇Asynchronous，搜索框搜索PB2、PG11，分別配置為UART4_RX、UART4_TX

默認時鐘配置64MHz

在Code Generator處選擇為每個外設生成單獨的C和H文件，這樣設置方便閱讀代碼

完成以上設置后，Ctrl+S保存，會提示是否需要生成代碼，選擇Yes即可自動生成代碼。系統會自動生成System Clock代碼

可以在左側工程文件夾找到WDT_CM4子工程,打開main.c

添加窗口看門狗中斷回調函數，串口重定向函數

在main函數中添加打印語句，實現程序運行正常，不斷打印信息

上述為新建工程配置過程，可參考12.3.2章節進行導入已有工程，工程存放路徑【華清遠見-FS-MP1A開發資料\02-程序源碼\ARM體系結構與接口技術\Cortex-M4\6_WDT】

配置完成或導入工程后進行程序下載，具體步驟參考12.3.3節進行開發板連接，程序編譯、下載

2.5實驗現象

連接串口線，打開串口調試助手可以看到

在窗口看門狗中斷回調函數中注釋掉HAL_WWDG_Refresh(hwwdg)后，不刷新計數器。由于不刷新計數器，看門狗每33ms復位重啟一次，重新編譯下載后串口輸出如下