关于AT91SAM3S4B 中看门狗分析

作者：卢老师,华清远见嵌入式学院讲师。

WDT看门狗基本原理

看门狗，又叫Watchdog Timer，是一个定时器电路，一般有一个输入，叫喂狗（kicking the dog or service the dog），一个输出到MCU的RST端。MCU正常工作的时候，每隔一段时间输出一个信号到喂狗端，给WDT清零，如果超过规定的时间不喂狗（一般在程序跑飞时），WDT定时超过预先设定值，就会给出一个复位信号到MCU，使MCU重新开始工作。看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者叫程序跑飞。

在SAM3S系统中，用于看门狗的递减计数器是12位，可以计数的最大周期为16s(慢速时钟，32.768Khz),其加载的值为慢速时钟的128分频。

图7-56给出WDT时钟模块寄存器控制逻辑：

图7-56 WDT时钟模块寄存器

SAM3S4B复位后，WDV的值为0xfff，允许外部复位，默认情况下，看门狗是处于运行状态，如果用户没有使能看门狗，就需要禁止看门狗，否则需要定时“喂狗”。

看门狗模式寄存器WDT_MR只能写一次，之后，复位后重新加载定时器。

在正常情况下，用户定期向WDT_CR的WDRSTT位置1,重载看门狗定时器。WDRSTT置位后，计数器从WDT_MR重新加载，并重新启动。慢速时钟128分频器也被复位及重新启动。WDT_CR是写保护寄存器，若预设值不正确，对WDT_CR的操作无效，如果发生计数器益处，且WDR_MR的WDRSTEN为1，产生“wdt_fault”，WDT_SR的WDUNF置位。

为防止软件死锁，在0和WDD之间重新加载看门狗，WDD在看门狗模式下WDT_MR中定义。

如果试图在WDV和WDD之间重启看门狗定时器，将会导致看门狗错误，即使看门狗被禁止。这将导致WDT_SR中的WDERR位被修改，wdt_fault生效。若WDD不小于WDV的值时，上述功能是无效的，看门狗定时器允许在0和WDV之间重新启动，不产生错误，芯片缺省的复位状态时WDV=WDD。

如果WDFIFN=1，WDRSTEN=0，则WDUNF(看门狗溢出)和WDERR（看门狗错误）置位，触发中断；如果WDFIFN=1，WDRSTEN=1,则触发wdt_fault，复位，WDERR，WDUNF被清零。

如果复位已经产生，读WDT_SR寄存器，状态复位，中断被清楚，此时wdt_fault无效，执行WDT_MR写操作，将重新加载计数器，是CPU复位。

在调试和空闲状态，WDT_MR中的WDIDLEHLT和WDDBGHLT置位，看门狗计数器停止运行。

表7-18控制寄存器

偏移	寄存器功能	名称	权限	复位值
0x00	控制寄存器	WDT_CR	只写	-
0x04	模式寄存器	WDT_MR	只读一次	0x3FFF_2FFF
0x08	状态寄存器	WDT_SR	只读	0x0000_0000

WDT看门狗软件设计与分析

定义看门的结构体

typedefstruct {

                WoReg WDT_CR;

                RwReg WDT_MR;

                RoReg WDT_SR;

        } Wdt;

获取看门狗的定时时间程序：

uint32_t wdt_get_timeout_value(uint32_t ul_us, uint32_t ul_sclk)

        {

                uint32_t max, min;

                //3000*1000 属于3.9 ~16000*1000之间//min = 128 * 1000000 / ul_sclk;//3000*1000

                min = WDT_SLCK_DIV * 1000000 / ul_sclk;

                max = min * WDT_MAX_VALUE;//max = min * 4095;

                if ((ul_us< min) || (ul_us> max)) {

                        return WDT_INVALID_ARGUMENT;

                }

        return WDT_MR_WDV(ul_us / min);//ul_us/min=768=256*3;

        }

看门狗初始化程序：

voidwdt_init(Wdt *p_wdt, uint32_t ul_mode, uint16_t us_counter,

        uint16_t us_delta)

        {

                p_wdt->WDT_MR=ul_mode| WDT_MR_WDV(us_counter) | WDT_MR_WDD(us_delta);

                // ul_mode|0x300|(0x300<<16);

                printf("p_wdt->WDT_MR= %x\r",p_wdt->WDT_MR);

        }

喂狗程序：

voidwdt_restart(Wdt *p_wdt)

        {

                p_wdt->WDT_CR = WDT_KEY_PASSWORD | WDT_CR_WDRSTT;// 0x5a000000 |1

        }

获取看门狗寄存器状态程序：

uint32_t wdt_get_status(Wdt *p_wdt)

        {

                returnp_wdt->WDT_SR;

        }

获取看门狗定时器溢出时间程序：

uint32_t wdt_get_us_timeout_period(Wdt *p_wdt, uint32_t ul_sclk)

        {

                return WDT_MR_WDV(p_wdt->WDT_MR) * WDT_SLCK_DIV / ul_sclk * 1000000;

        }

看门狗中断处理函数：

voidWDT_Handler(void)

        {

                gpio_set_pin_high(LED2_GPIO);//关闭LED2

                gpio_set_pin_low(LED1_GPIO);//打开LED1；

                puts("Enter watchdog interrupt.\r");

                wdt_get_status(WDT);//获取WDT状态寄存器

                wdt_restart(WDT);//看门狗复位

                puts("The watchdog timer was restarted.\r");

        }

在主程序中，初始化串口，打印相关信息，初始化看门狗3S为溢出，产生中断的时间，初始化按键BUTTON2，LED灯。

int main(void)

        {

                Uart *p_uart=(Uart *)0x400e0600;//串口地址定义

                uint32_t wdt_mode, timeout_value;

                sysclk_init();

                //此处不能禁止看门狗，因为WDT->WDT_MR只能进行一次写操作，禁止操作意味着写进去的数值为0，此后写入的数据溢出时无效

                pio_configure_group(PINS_UART0_PIO,PINS_UART0,PINS_UART0_FLAGS);

                configure_console(); //串口配置

                SysTick_Config(sysclk_get_cpu_hz() / 1000);//系统systick，1ms中断

                timeout_value = wdt_get_timeout_value(WDT_PERIOD * 1000,

                BOARD_FREQ_SLCK_XTAL);//看门狗溢出时间为3S=0X300

                if (timeout_value == WDT_INVALID_ARGUMENT) {

                        while (1) {//中断中的处理

                        }

                }

                wdt_mode = WDT_MR_WDFIEN |

                WDT_MR_WDRPROC |

                WDT_MR_WDDBGHLT |

                WDT_MR_WDIDLEHLT;

                wdt_init(WDT, wdt_mode, timeout_value, timeout_value);//初始化看门狗

                printf("timeout_period=%d",(int)wdt_get_us_timeout_period(WDT, BOARD_FREQ_SLCK_XTAL));

                NVIC_DisableIRQ(WDT_IRQn);

                NVIC_ClearPendingIRQ(WDT_IRQn);

                NVIC_SetPriority(WDT_IRQn, 0);

                NVIC_EnableIRQ(WDT_IRQn);

                //配置LED灯，

                gpio_configure_pin(LED1_GPIO, LED0_FLAGS);

                gpio_configure_pin(LED2_GPIO, LED1_FLAGS);

                gpio_set_pin_high(LED1_GPIO);

                pmc_enable_periph_clk(ID_PIOA);

                //按键2配置

                gpio_configure_pin(BUTTON_2, BUTTON_INPUT);//add by luyj 2013.6.8

                while(1)

                {

                        if (g_b_systick_event == true) {

                                g_b_systick_event = false;

                                if ((g_ul_ms_ticks% WDT_RESTART_PERIOD)==0) {

                                        printf("2s"); // 2s打印一次，提示该喂狗了，此时按键喂狗，

                                }

                        }

                        if (pio_get(PIOA, PIO_TYPE_PIO_INPUT, PIO_PA0) == 0)

                        {

                                mdelay(100);

                                if (pio_get(PIOA, PIO_TYPE_PIO_INPUT, PIO_PA0) == 0)

                                {

                                        printf("PUSH BUTTON 2!\r");

                                        wdt_restart(WDT);//喂狗，

                                        gpio_set_pin_low(LED2_GPIO); //LED2亮

                                        gpio_set_pin_high(LED1_GPIO);//LED1灭

                                }

                        }

                }

        }

将程序下载入传感板，运行程序，看门狗中断时，LED1被点亮，LED2被关闭，认为看门狗溢出，同时如果调试串口打开（115200，无校验，数据位8bit，停止位1bit），可以看到打印信息。

喂狗可以通过按键操作，按下K2，表示喂狗，当喂狗时，LED1被关闭，LED2被点亮，在3秒内及时喂狗，则不触发看门狗中断，LED1将处于关闭状态。

文章来源：华清远见嵌入式学院，原文地址：http://www.embedu.org/Column/Column782.htm

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