前言
在上一篇中已經介紹了 WWDG 的基本概念。這一篇要接著介紹 WWDG 窗口看門狗的程式。
正文
首先一樣以 Nucleo-F446RE 做示範。
首先建立一個 PIO 的專案,選擇 Framework 為「libopencm3」,並在 src/
資料夾中新增並開啓 main.c
檔案。
完整程式
分段說明
Include
和 IWDG 時一樣,為了要更方便驗證 WWDG 的運作,我使用 SysTick 實現較精確的 ms 級 delay()
,因此需要 systick.h
與 nvic.h
。當然也需要今天的主角——wwdg.h
。
RCC
要注意這裡與 IWDG 不同,WWDG 在 APB1 底下,所以要記得為它致能 Clock。
WWDG Timeout 計算
複習一下上一篇提到的基本概念。在啓用 WWDG 時有兩種情況會造成它觸發 System Reset:
- 當 WWDG 下數計數器的值 T[6:0] 變得小於
0x40
,即 T6 位元變成 0
。
- 在時間窗口(Window)外(即 T[6:0] > W[6:0])時下數計數器被重新裝載(Reload)。
只要參考上面的公式就可以計算 WWDG 的 Timeout 長度。
我這裡以 WWDG_COUNTER
為名定義 T[6:0] 為 0x7F
,以 WWDG_WINDOWS
為名定義 W[6:0] 為 0x5F
。
再使用一個 Macro WWDG_MS()
來定義 Timeout 計算公式為 1.0 / (rcc_apb1_frequency / 1000) * 4096 * 8 * (v)
。
依此設定,必須要在 T[6:0] = 0x5F
~0x40
的這段時間內才可以 Refresh。T[6:0] = 0x7F
~0x60
是 Window 外,T[6:0] ≦ 0x3F
時代表 Timeout。
WWDG 設定
有沒有感受到這一段程式的風格突變?
因為截止寫文章當下,LibOpenCM3 還沒有實作任何 WWDG 的相關函式,所以只好回歸最原始的暫存器操作。還好 WWDG 是個很簡單的功能,要操作的暫存器甚至比使用 GPIO 還少。
要設定的值只有四個,分別為 WDG 預除頻器的除頻值 WDGTW、T[6:0]、W[6:0],最後再將 WDGA 設為 1
以致能 WWDG。
注意,寫入 WWDG_CR 暫存器的值必須要在 0xFF
與 0xC0
之間。由於第 7 位 WDGA 只能在 Reset 後由硬體清為 0
,所以寫入 WWDG_CR 的第 7 位元一定是 1
。而如果第 6 位 T6 被設定為 0
的話會立刻觸發 Reset。
WWDG Refresh
Refresh 也非常單純,就是寫入 T[6:0] 讓計數器 Reload。
主程式
主程式的部分和 IWDG 時差不多。在 WWDG 設定並啓動(wwdg_setup()
)前先讓 LED off 10ms 後 on 1s,以方便觀察是否發生 Reset。
在 WWDG 啓動後等待數毫秒再進行一次 Refresh,這邊是要驗證 Window(條件 2),如果更早進行 Refresh 的話就會觸發 Reset。
主迴圈就是讓 LED 閃爍,並在一定時間後進行 Refresh,這裡是要驗證 WWDG 的 Timeout(條件 1),若更晚進行 Refresh 的話就會觸發 Reseet。
多環境程式(F446RE + F103RB)
由於 STM32F1 的部分函式不同,所以 F103RB 沒辦法直接使用上面的 F446RE 的程式。
以下列出主要的差異部分。完整的程式請看 GitHub repo。
成果
這次使用 PlatformIO 的 Debug 功能來測試 WWDG 的運作。
可以看到 Refresh 前,T[6:0] 的值數到 0x5F
,已經不大於 W[6:0] 了(條件 2),所以這時 Refresh 不會觸發 Reset。
在 Refresh 前,T[6:0] 的值為 0x40
,還沒到下限 0x3F
(條件 1),所以這時還來得及 Refresh 而不會觸發 Reset。
這裡的 delay 的最小單位是 1 ms,但實際計算 WWDG 的各項參數是會算到小數點後,這一點在實際應用上應該被考慮,例如使用 ns 級的 delay 函式。
小結
這次接續 IWDG 的內容,繼續介紹 WWDG 的用法。由於 LibOpenCM3 目前沒有實作 WWDG 的相關操作函式,所以這次是使用操作暫存器的方式來示範,但因為我幾乎沒有在直接操作暫存器,因此不確定上述的寫法是不是最好的,畢竟這種東西應該有不少細節是需要注意的,若有任何建議都歡迎提出。
另外,這次也使用了 PIO 的 Debug 功能來做程式的驗證。Debug 是非常好用的功能,尤其 Nucleo 開發板上都有 ST-Link,可以直接進行 Debug,即時查看程式的運作與 STM32 中的暫存器數值。如果還沒用過的話請一定要學習並嘗試看看。
參考資料
本文的程式也有放在 GitHub 上。
本文同步發表於 iT 邦幫忙-2022 iThome 鐵人賽。
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