STM32看门狗原理与应用详解：独立看门狗 vs 窗口看门狗（上） | 零基础入门STM32第九十四步

主题	内容	教学目的/扩展视频
看门狗	什么是看门狗，原理分析，启动喂狗方法，读标志位。	熟悉在程序里用看门狗。

师从洋桃电子，杜洋老师

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一、看门狗核心原理

1.1 工作原理图解

1.2 经典水桶比喻

比喻要素	技术对应
水龙头流速	计数器递减频率
桶容量	初始重载值
倒水操作	喂狗动作
水溢出	系统复位

二、STM32看门狗双雄对比

2.1 参数对照表

特性	独立看门狗(IWDG)	窗口看门狗(WWDG)
时钟源	独立40kHz RC振荡器	主时钟(PCLK1)
计数器位宽	12位递减计数器	7位递减计数器
工作模式	停机/待机模式可用	需主时钟运行
喂狗时间	任意时间	指定时间窗口
特殊功能	自由定时器模式	早期预警中断
典型应用场景	基础监控/低功耗场景	时序严格控制系统

2.2 架构框图

独立看门狗架构

窗口看门狗架构

三、独立看门狗(IWDG)深度解析

3.1 关键特性

• 独立时钟源：不受主系统时钟影响
• 最长超时时间：26.2秒（预分频256，重载值0xFFF）
• 硬件看门狗模式：通过选项字节配置
• 调试模式冻结：方便单步调试

3.2 配置示例代码

// IWDG初始化
void IWDG_Init(uint16_t reload, uint8_t prescaler)
{
    IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
    IWDG_SetPrescaler(prescaler);
    IWDG_SetReload(reload);
    IWDG_ReloadCounter();
    IWDG_Enable();
}

// 喂狗操作
void Feed_Dog(void)
{
    IWDG_ReloadCounter();
}

四、窗口看门狗(WWDG)进阶应用

4.1 核心特征

• 精确时间窗口：必须在上窗口（0x40）与下窗口（0x3F）之间喂狗
• 早期预警中断：计数器达到0x40时触发中断
• 时钟依赖：需要稳定主时钟源
• 最短超时时间：1.09ms（PCLK1=36MHz）

4.2 配置代码示例

// WWDG初始化
void WWDG_Init(uint8_t counter, uint8_t window)
{
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);
    WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);
    WWDG_SetWindowValue(window);
    WWDG_Enable(counter);
    WWDG_ClearFlag();
    WWDG_EnableIT();
}

// 中断服务函数
void WWDG_IRQHandler(void)
{
    if(WWDG_GetFlagStatus() != RESET) {
        // 处理早期预警
        WWDG_SetCounter(0x7F);
        WWDG_ClearFlag();
    }
}

五、设计实践指南

5.1 参数计算工具

看门狗类型	计算公式	示例计算（超时1s）
IWDG	Tout = (4×2^prescaler) × reload / 40k	prescaler=4(256分频), reload=1250
WWDG	Tout = (4096×2^WDGTB) × (T[5:0]+1) / PCLK1	PCLK1=36M, WDGTB=3, T=54

5.2 调试技巧

1. 利用IWDG冻结功能：在调试模式暂停计数器
2. WWDG窗口时间测量：使用逻辑分析仪捕获喂狗信号
3. 安全喂狗策略：在多个关键节点重复喂狗
4. 异常处理机制：在复位前保存系统状态

六、常见问题解答

Q1：看门狗导致频繁复位怎么办？

• 检查喂狗间隔是否小于超时时间
• 验证时钟源配置是否正确
• 确认未在中断外进行长时间阻塞操作

Q2：如何选择看门狗类型？

• 低功耗场景选IWDG
• 实时性要求高选WWDG
• 关键系统可同时使用双看门狗

Q3：窗口看门狗窗口值如何设置？

• 上窗口值 = 允许最早喂狗时间
• 下窗口值 = 最晚喂狗时间
• 典型设置：窗口值 = 0x5F，计数器初始值 = 0x7F

七、扩展应用

7.1 复合监控系统

7.2 看门狗高级用法

1. 系统自检模式：故意触发复位测试看门狗功能
2. 低功耗唤醒：配合停机模式实现定时唤醒
3. 安全认证：通过看门狗记录系统运行状态

附：STM32看门狗相关寄存器速查表

寄存器	IWDG	WWDG
控制寄存器	IWDG_KR	WWDG_CR
预分频寄存器	IWDG_PR	WWDG_CFR
重载寄存器	IWDG_RLR	WWDG_CFR
状态寄存器	-	WWDG_SR

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八、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] 看门狗原理.pptx

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📌 下期预告：下一期将探讨看门狗应用程序分析，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-04-06）