stm32f10x

WWDG（Window Watchdog）外设是STM32F10x系列微控制器中的窗口看门狗模块，提供系统监控和自动复位功能。该外设具有窗口功能，只有在特定时间窗口内才能喂狗，防止过早或过晚喂狗，提高系统安全性。

数据类型定义

WWDG预分频器定义

#define WWDG_Prescaler_1    ((uint32_t)0x00000000)  /* 预分频器1 */
#define WWDG_Prescaler_2    ((uint32_t)0x00000080)  /* 预分频器2 */
#define WWDG_Prescaler_4    ((uint32_t)0x00000100)  /* 预分频器4 */
#define WWDG_Prescaler_8    ((uint32_t)0x00000180)  /* 预分频器8 */

说明：

WWDG_Prescaler_1：PCLK1时钟1分频，超时时间最短
WWDG_Prescaler_2：PCLK1时钟2分频
WWDG_Prescaler_4：PCLK1时钟4分频
WWDG_Prescaler_8：PCLK1时钟8分频，超时时间最长

WWDG寄存器定义

STM32F10x WWDG外设包含以下主要寄存器：

// WWDG控制寄存器
#define WWDG_CR                     ((uint16_t)0x0000)  /* WWDG控制寄存器 */

// WWDG配置寄存器
#define WWDG_CFR                    ((uint16_t)0x0001)  /* WWDG配置寄存器 */

// WWDG状态寄存器
#define WWDG_SR                     ((uint16_t)0x0002)  /* WWDG状态寄存器 */

标准库函数详解

1. WWDG_DeInit

/**
 * @brief  将WWDG外设寄存器重置为默认值
 * @param  无
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_DeInit();
 *     将WWDG外设恢复到初始状态
 */
void WWDG_DeInit(void);

功能说明： 将WWDG外设的所有寄存器重置为默认值，包括预分频器、窗口值、计数器等配置。

2. WWDG_SetPrescaler

/**
 * @brief  设置WWDG预分频器
 * @param  WWDG_Prescaler: WWDG预分频器值
 *         该参数可以是以下值之一：
 *           @arg WWDG_Prescaler_1: 预分频器1
 *           @arg WWDG_Prescaler_2: 预分频器2
 *           @arg WWDG_Prescaler_4: 预分频器4
 *           @arg WWDG_Prescaler_8: 预分频器8
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);
 *     设置WWDG预分频器为8
 */
void WWDG_SetPrescaler(uint32_t WWDG_Prescaler);

功能说明： 设置WWDG的预分频器值，用于调整看门狗的时钟频率和超时时间。

3. WWDG_SetWindowValue

/**
 * @brief  设置WWDG窗口值
 * @param  WindowValue: WWDG窗口值，范围0-0x7F
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_SetWindowValue(0x40);
 *     设置WWDG窗口值为0x40
 */
void WWDG_SetWindowValue(uint8_t WindowValue);

功能说明： 设置WWDG的窗口值，定义允许喂狗的时间窗口。只有在窗口时间内喂狗才有效。

4. WWDG_EnableIT

/**
 * @brief  使能WWDG中断
 * @param  无
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_EnableIT();
 *     使能WWDG中断
 */
void WWDG_EnableIT(void);

功能说明： 使能WWDG中断功能，当看门狗即将超时时会产生中断。

5. WWDG_SetCounter

/**
 * @brief  设置WWDG计数器值
 * @param  Counter: WWDG计数器值，范围0x40-0x7F
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_SetCounter(0x7F);
 *     设置WWDG计数器值为最大值
 */
void WWDG_SetCounter(uint8_t Counter);

功能说明： 设置WWDG计数器的初始值，计数器值必须在0x40-0x7F范围内。

6. WWDG_Enable

/**
 * @brief  使能WWDG
 * @param  Counter: WWDG计数器值，范围0x40-0x7F
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_Enable(0x7F);
 *     使能WWDG功能，计数器初始值为0x7F
 */
void WWDG_Enable(uint8_t Counter);

功能说明： 使能WWDG功能并设置计数器初始值，一旦使能后无法禁用。

7. WWDG_GetFlagStatus

/**
 * @brief  获取WWDG标志状态
 * @param  无
 * @retval 标志状态
 *         该返回值可以是以下值之一：
 *           @arg SET: 标志已设置
 *           @arg RESET: 标志已清除
 * @example
 *     FlagStatus flag = WWDG_GetFlagStatus();
 *     检查WWDG标志状态
 */
FlagStatus WWDG_GetFlagStatus(void);

功能说明： 检查WWDG的标志状态，用于判断看门狗是否即将超时。

8. WWDG_ClearFlag

/**
 * @brief  清除WWDG标志
 * @param  无
 * @retval 无
 * @example
 *     WWDG_ClearFlag();
 *     清除WWDG标志
 */
void WWDG_ClearFlag(void);

功能说明： 清除WWDG的标志位，通常在处理完相应事件后调用。

使用示例

基本WWDG初始化示例

#include "stm32f10x.h"

void WWDG_Init_Example(void)
{
    // 使能WWDG时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);
    
    // 设置WWDG预分频器为8
    WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);
    
    // 设置WWDG窗口值为0x40
    WWDG_SetWindowValue(0x40);
    
    // 使能WWDG中断
    WWDG_EnableIT();
    
    // 使能NVIC中断
    NVIC_EnableIRQ(WWDG_IRQn);
    
    // 使能WWDG，计数器初始值为0x7F
    WWDG_Enable(0x7F);
}

WWDG超时时间计算示例

#include "stm32f10x.h"

// PCLK1时钟频率（假设为36MHz）
#define PCLK1_FREQ 36000000

// 计算WWDG超时时间（毫秒）
uint32_t WWDG_CalculateTimeout(uint32_t prescaler, uint8_t counter)
{
    uint32_t timeout_ms;
    uint32_t wwdg_freq;
    
    // 计算WWDG时钟频率
    wwdg_freq = PCLK1_FREQ / 4096 / prescaler;
    
    // 计算超时时间
    timeout_ms = (counter + 1) * 1000 / wwdg_freq;
    
    return timeout_ms;
}

void WWDG_TimeoutExample(void)
{
    // 初始化WWDG
    WWDG_Init_Example();
    
    // 计算超时时间
    uint32_t timeout = WWDG_CalculateTimeout(8, 0x7F);
    // timeout约为58.3毫秒
    
    while(1)
    {
        // 定期喂狗，防止系统复位
        WWDG_SetCounter(0x7F);
        
        // 延时一段时间
        for(volatile uint32_t i = 0; i < 100000; i++);
    }
}

WWDG窗口功能示例

#include "stm32f10x.h"

volatile uint8_t wwdg_feed_flag = 0;

void WWDG_WindowExample(void)
{
    // 初始化WWDG
    WWDG_Init_Example();
    
    // 配置定时器中断，定期喂狗
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 49;  // 50ms中断
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 35999;  // 36MHz / 36000 = 1kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
    // 使能定时器中断
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    
    // 使能NVIC中断
    NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    
    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    
    while(1)
    {
        // 主循环中的其他任务
        if(wwdg_feed_flag)
        {
            // 在窗口时间内喂狗
            WWDG_SetCounter(0x7F);
            wwdg_feed_flag = 0;
        }
    }
}

// TIM2中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
    {
        // 清除中断标志
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        
        // 设置喂狗标志
        wwdg_feed_flag = 1;
    }
}

WWDG中断处理示例

#include "stm32f10x.h"

void WWDG_InterruptExample(void)
{
    // 初始化WWDG
    WWDG_Init_Example();
    
    while(1)
    {
        // 主循环中的任务
        // 定期检查WWDG标志
        if(WWDG_GetFlagStatus() == SET)
        {
            // 清除标志
            WWDG_ClearFlag();
            
            // 执行紧急处理
            // 例如：保存重要数据
        }
    }
}

// WWDG中断服务程序
void WWDG_IRQHandler(void)
{
    // 清除中断标志
    WWDG_ClearFlag();
    
    // 执行紧急处理
    // 例如：保存重要数据到备份寄存器
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
    BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0x1234);
    
    // 喂狗
    WWDG_SetCounter(0x7F);
}

WWDG安全喂狗示例

#include "stm32f10x.h"

// 安全喂狗函数
void WWDG_SafeFeed(void)
{
    // 检查当前计数器值
    uint8_t current_counter = WWDG_GetCounter();
    
    // 只有在窗口时间内才喂狗
    if(current_counter <= 0x40)  // 窗口值
    {
        WWDG_SetCounter(0x7F);
    }
    else
    {
        // 不在窗口时间内，不喂狗
        // 这会导致系统复位，但保证了安全性
    }
}

void WWDG_SafeExample(void)
{
    // 初始化WWDG
    WWDG_Init_Example();
    
    // 配置定时器中断
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 29;  // 30ms中断
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 35999;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    
    while(1)
    {
        // 主循环中的任务
        // 使用安全喂狗函数
        WWDG_SafeFeed();
        
        // 延时
        for(volatile uint32_t i = 0; i < 50000; i++);
    }
}

注意事项

时钟源：WWDG使用PCLK1时钟，依赖于系统时钟
窗口功能：只有在窗口时间内喂狗才有效，防止过早或过晚喂狗
计数器范围：计数器值必须在0x40-0x7F范围内
窗口值范围：窗口值必须在0-0x7F范围内
不可禁用：WWDG一旦使能后无法禁用，只能通过系统复位禁用
中断功能：WWDG支持中断，可以在超时前产生中断
超时时间：超时时间 = (计数器值 + 1) × 4096 × 预分频器 / PCLK1频率
调试影响：在调试模式下，WWDG可能影响调试功能

总结

STM32F10x WWDG外设提供了具有窗口功能的看门狗监控，通过窗口机制确保系统在正确的时间窗口内喂狗，提高了系统的安全性。WWDG外设广泛应用于需要高安全性的嵌入式系统中，如工业控制、安全系统等领域。在使用时需要注意正确的初始化顺序、窗口时间设置和安全喂狗机制，确保看门狗功能的正常使用。WWDG的窗口功能是其区别于IWDG的重要特性，能够防止恶意或错误的喂狗操作。

stm32f10x_wwdg