Mbed OS 看门狗的实现

Mbed OS Watchdog 的实现

     看门狗是嵌入式设备的常用功能，当时程序飞掉的时候，系统会自动复位。硬件实现上，watchdog 是一个特别的定时器，应用程序必须不断地重装定时器计数值（俗称喂狗），当程序没有及时喂狗的话，硬件定时器溢出，产生系统复位信号。

     由于watchdog和硬件有关，mbed OS 目前没有实现看门狗功能。本文讨论如何在modular-2的STM32F4 平台上实现MbedOS应用程序的看门狗功能。

STM32F4 的watchdog硬件

STM32F4系列MCU有一个独立看门狗（IWDG）和一个窗口看门狗（WWDG）。

     STM32F4的独立看门狗由内部专门的32Khz低速时钟（LSI）驱动，即使主时钟发生故障，它也仍然有效。这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部RC时钟，所以并不是准确的32Khz，而是在15~47Khz之间的一个可变化的时钟，只是我们在估算的时候，以40Khz的频率来计算，看门狗对时间的要求不是很精确.

溢出时间计算

Tout=((4×2^prer)×rlr) /40

其中Tout为看门狗溢出时间（单位为ms）；prer为看门狗时钟预分频值（IWDG_PR值 ）范围为0~7；rlr为看门狗的重装载值（IWDG_RLR的值）。

   比如我们设定prer值为4，rlr值为625，那么就可以得到Tout=64×625/40=1000ms，这样，看门狗的溢出时间就是1s，只要你在一秒钟之内，喂一次狗，就不会导致看门狗复位。

时间关系(LSI时钟40KHz)

预分频系数（4×2^prer）	PR[2:0]位	最短时间（ms）	最长时间（ms）
/4	0	0.1	409.6
/8	1	0.2	819.2
/16	2	0.4	1638.4
/32	3	0.8	3276.8
/64	4	1.6	6553.6
/128	5	3.2	13107.2
/256	6 或7	6.4	26214.4

 

Mbed WatchDog 的实现

在MbedOS 下实现看门狗，需要使用HAL库函数实现。

预分频系数

IWDG_PRESCALER_4

IWDG_PRESCALER_8 

IWDG_PRESCALER_16

IWDG_PRESCALER_32  

IWDG_PRESCALER_64

IWDG_PRESCALER_128

IWDG_PRESCALER_256 

reload 的最大值位12位，0xFFF 

定时周期的计算简化为：

Tout=预分频系数*reload/40，单位为ms。

在mbed OS 下，我们编写了一个类来实现watchdog，将hal 的底层封装在类中。

#include "mbed.h"

#include "stm32f4xx_hal.h"

DigitalOut led1(LED1);

class WatchDog {

private:

    IWDG_HandleTypeDef hiwdg;

public:

    WatchDog(uint32_t prescaler = IWDG_PRESCALER_256, uint32_t reload = 0xfff) {

        hiwdg.Instance = IWDG;

        hiwdg.Init.Prescaler = prescaler;

        hiwdg.Init.Reload = reload;

        HAL_IWDG_Init(&hiwdg);

    }

    void feed() {

        HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);

    }

};

int main() {

    WatchDog wdg(IWDG_PRESCALER_64, 625);

    while (true) {

        led1 = !led1;

        wdg.feed();

        wait(0.5);

    }

}

上面的程序在Mbed OS 下调试成功的。