窗口看门狗（WWDG）

窗口看门狗（WWDG）

1. WWDG 简介

• 作用：在应用跑飞、死循环、长时间被中断占用等异常时，强制复位 MCU，提高系统可靠性。

• 时钟来源：来自 APB1 时钟 (PCLK1) 的分频（与 IWDG 的 LSI 独立时钟不同）。

• 核心特性：

  • 7 位递减计数器 T[6:0]：从 0x7F 递减到 0x40，再到 0x3F 时复位。

  • 窗口值 W[6:0]：喂狗必须在“窗口”内进行（T ≤ W 且 T > 0x3F）；

    • 喂早了（T > W）立刻复位；

    • 喂晚了（T ≤ 0x3F）复位。

  • EWI（Early Wakeup Interrupt）提前唤醒中断：当 T 递减到 0x40 时产生中断，给你“最后一次机会”喂狗。

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2. 工作原理与简化框图

计数与窗口规则

T: 0x7F ──… 递减 …── 0x5F ──…── 0x40 ── 0x3F↑允许最早喂的位置=W (例如0x5F)     ↑EWI中断      ↑复位点
必须在 T∈(0x3F, W] 这个区间喂狗；早于W立即复位；晚于0x3F也复位

时钟链路与计数

PCLK1 ──÷4096──÷(1/2/4/8)──> 计数时钟tick  ──> 7位递减计数器 T[6:0]├─ T==0x40  → 触发EWI└─ T==0x3F  → 复位MCU

3. 寄存器与 HAL 函数

关键寄存器（STM32F1 系列）

• WWDG_CR（控制/计数器寄存器）

  • WDGA（bit7）：1=启动 WWDG

  • T[6:0]：当前计数值（写入相当于刷新/喂狗）

• WWDG_CFR（配置寄存器）

  • W[6:0]：窗口值

  • WDGTB[1:0]：预分频（1/2/4/8）

  • EWI（bit9）：提前唤醒中断使能

• WWDG_SR（状态寄存器）

  • EWIF（bit0）：EWI 标志位（到 0x40 时置位，软件写 0 清除）

HAL 屏蔽了直接位操作，底层完成上述写寄存器逻辑。

HAL 相关 API

• HAL_WWDG_Init(&h)：配置并启动 WWDG（设定 Counter、Window、Prescaler、EWI）。

• HAL_WWDG_Refresh(&h)：喂狗（刷新计数器）。

• HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(&h)：EWI 回调（T==0x40 时被调用）。

• HAL_WWDG_IRQHandler(&h)：在 WWDG_IRQHandler 里调用它，才能触发回调。

• 复位来源判断：

  • __HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST)：是否 WWDG 复位；

  • __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS()：清除复位标志。

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4. 溢出时间与“喂狗窗口”计算

计数器递减 tick 周期

• Prescaler ∈ {1,2,4,8}（HAL：WWDG_PRESCALER_1/2/4/8）

• 例：72 MHz 系统 + 默认 APB1=36 MHz，若 Prescaler=8：

代入你代码的参数

T_init=0x7F，W=0x5F，Prescaler=8，PCLK1≈36 MHz

• t_tick ≈ 0.910 ms

• t_min = (0x7F-0x5F)*t_tick = 32*tick ≈ 29.1 ms

• t_EWI = (0x7F-0x40)*t_tick = 63*tick ≈ 57.3 ms

• t_reset = (0x7F-0x3F)*t_tick = 64*tick ≈ 58.3 ms

• 允许喂狗窗口：[29.1 ms, 58.3 ms)，窗口宽度约 29.1 ms

• 你主循环 delay_ms(50) → 50 ms 恰好落在窗口内，所以正常不会复位。

  • 若偶尔卡住，EWI 在 ~57.3 ms 触发回调，回调里你又 wwdg_feed()，可兜底避免复位。

5. 配置步骤（HAL 版）

1. 打开 WWDG 时钟 + 中断（在 HAL_WWDG_MspInit 里）

__HAL_RCC_WWDG_CLK_ENABLE();
HAL_NVIC_SetPriority(WWDG_IRQn, 2, 2);
HAL_NVIC_EnableIRQ(WWDG_IRQn);

2.初始化并启动

wwdg_handle.Instance      = WWDG;
wwdg_handle.Init.Counter  = 0x7F;                 // 初值（7位）
wwdg_handle.Init.Window   = 0x5F;                 // 窗口
wwdg_handle.Init.Prescaler= WWDG_PRESCALER_8;     // 预分频
wwdg_handle.Init.EWIMode  = WWDG_EWI_ENABLE;      // 开EWI
HAL_WWDG_Init(&wwdg_handle);

3.中断服务与回调

void WWDG_IRQHandler(void){ HAL_WWDG_IRQHandler(&wwdg_handle); }void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *h){wwdg_feed();          // 最后时刻兜底喂狗led2_toggle();        // 观测EWI是否发生
}

4.周期性喂狗（窗口内）

HAL_WWDG_Refresh(&wwdg_handle);

5.复位来源识别

if(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST)) { /* ... */ }
__HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();

调试注意：单步/断点会让时间停住。建议在调试时冻结 WWDG：
DBGMCU->APB1FZ |= DBGMCU_APB1_FZ_DBG_WWDG_STOP;（CubeMX 可勾选）

6.HAL 可选值速查

• wwdg_handle.Init.Prescaler：

  • WWDG_PRESCALER_1 / _2 / _4 / _8

• wwdg_handle.Init.EWIMode：

  • WWDG_EWI_DISABLE / WWDG_EWI_ENABLE

• 复位标志（__HAL_RCC_GET_FLAG()）：

  • RCC_FLAG_WWDGRST / IWDGRST / PINRST / PORRST / SFTRST 等

• 计数/窗口范围：

  • Counter、Window 都是 7 位有效：0x40 ~ 0x7F

7. IWDG vs WWDG（差异对照）

特性	IWDG（独立看门狗）	WWDG（窗口看门狗）
时钟源	LSI（约40kHz，独立）	APB1（PCLK1）/4096/Presc
能否停表	一旦启动不可停	可在调试时冻结（DBGMCU）
喂狗限制	只要周期内喂即可	必须在窗口内喂（太早/太晚都复位）
预警	无	EWI（T==0x40）
典型用途	无人值守、兜底安全	需要“节拍约束”的系统（防止过早喂狗掩盖问题）

main.c

#include "sys.h"       // 系统时钟初始化函数
#include "delay.h"     // 延时函数
#include "led.h"       // LED 控制
#include "uart1.h"     // 串口1
#include "wwdg.h"      // 窗口看门狗驱动int main(void)
{HAL_Init();                         /* 初始化 HAL 库（NVIC 分组、SysTick 定时器等） */stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置系统时钟为 72MHz（HSE=8MHz * 9） */led_init();                         /* 初始化 LED GPIO */uart1_init(115200);                 /* 初始化串口1，波特率 115200 *//* 初始化窗口看门狗* 参数1 tr：计数器初值（0x40 ~ 0x7F，最高7位有效）* 参数2 wr：窗口值（0x40 ~ 0x7F），喂狗时计数器必须 <= wr 才有效* 参数3 psc：分频器* 本例：Counter=0x7F (127)，Window=0x5F (95)，Prescaler=8*/wwdg_init(0x7f, 0x5f, WWDG_PRESCALER_8);printf("hello world!\r\n");/* 判断上次复位原因 */if(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST) != RESET){printf("窗口看门狗复位!\r\n");__HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();  /* 清除复位标志 */}elseprintf("外部复位!\r\n");while(1){ delay_ms(50);          /* 延时 50ms */wwdg_feed();           /* 喂狗（刷新计数器） */led1_toggle();         /* 翻转 LED1，观察程序是否在运行 */}
}

wwdg.c

#include "wwdg.h"
#include "led.h"WWDG_HandleTypeDef wwdg_handle = {0};   // 窗口看门狗句柄/* 初始化窗口看门狗* tr: Counter 初值 (0x40 ~ 0x7F)* wr: Window 窗口值 (0x40 ~ 0x7F)* psc: 预分频系数*/
void wwdg_init(uint8_t tr, uint8_t wr, uint32_t psc)
{wwdg_handle.Instance = WWDG;             // 指定实例 = 窗口看门狗外设wwdg_handle.Init.Counter = tr;           // 设置计数器初值wwdg_handle.Init.Window = wr;            // 设置窗口值wwdg_handle.Init.Prescaler = psc;        // 设置分频系数wwdg_handle.Init.EWIMode = WWDG_EWI_ENABLE; // 使能提前唤醒中断（EWI）HAL_WWDG_Init(&wwdg_handle);             // 初始化硬件
}/* MSP 初始化：底层硬件配置 */
void HAL_WWDG_MspInit(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{__HAL_RCC_WWDG_CLK_ENABLE();   // 打开 WWDG 时钟/* 配置中断优先级 */HAL_NVIC_SetPriority(WWDG_IRQn, 2, 2);  // 抢占优先级2，子优先级2HAL_NVIC_EnableIRQ(WWDG_IRQn);          // 使能 WWDG 中断
}/* 窗口看门狗中断服务函数 */
void WWDG_IRQHandler(void)
{HAL_WWDG_IRQHandler(&wwdg_handle);  // 调用 HAL 库中断处理
}/* 提前唤醒回调函数* 当计数器降到 0x40 时产生 EWI 中断* 在这里可以做一些预处理（比如打印信息、刷新寄存器等）*/
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{wwdg_feed();       // 喂狗（刷新计数器）led2_toggle();     // 翻转 LED2，表示进入了回调
}/* 喂狗函数：刷新 WWDG 计数器 */
void wwdg_feed(void)
{HAL_WWDG_Refresh(&wwdg_handle);
}

实验现象

1. 程序启动时

   • 串口打印 "hello world!"。

   • 判断复位来源，如果是看门狗复位，会打印“窗口看门狗复位！”。

2. 正常情况（延时 50ms < 看门狗溢出时间）

   • 主循环中不断 wwdg_feed()，LED1 每 50ms 翻转一次。

   • 程序一直运行，LED1 闪烁。

3. 提前唤醒中断现象

   • 当计数器下降到 0x40，触发 EWI 中断，执行 HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback：

     • 喂狗（防止复位）

     • LED2 翻转，表示进入了回调。

4. 异常情况（如果不喂狗，或者喂狗太早/太晚）

   • WWDG 会复位 MCU，串口下次启动会打印“窗口看门狗复位！”。

 和独立看门狗 (IWDG) 不同，WWDG 多了“窗口限制”：喂狗必须在合适的范围内，太早/太晚都不行。

可选参数

A. wwdg_handle.Init.Counter

• 范围：0x40 ~ 0x7F（7 位有效）

• 功能：设置计数器初值，从该值递减计数，减到 0x3F 时复位。

B. wwdg_handle.Init.Window

• 范围：0x40 ~ 0x7F

• 功能：定义一个“窗口值”。

  • 喂狗必须在计数器 ≤ Window 时才有效。

  • 如果喂狗时计数器 > Window → 立即复位！

C. wwdg_handle.Init.Prescaler

可选值（分频系数）：

• WWDG_PRESCALER_1

• WWDG_PRESCALER_2

• WWDG_PRESCALER_4

• WWDG_PRESCALER_8

作用：控制计数器递减的速度。

D. wwdg_handle.Init.EWIMode

• WWDG_EWI_DISABLE：不启用提前唤醒中断

• WWDG_EWI_ENABLE：启用 EWI，当计数器降到 0x40 时产生中断（可在中断中喂狗）。

E. 复位标志

通过 __HAL_RCC_GET_FLAG() 获取：

• RCC_FLAG_WWDGRST → 窗口看门狗复位

• RCC_FLAG_IWDGRST → 独立看门狗复位

• RCC_FLAG_PINRST → 外部复位

• RCC_FLAG_PORRST → 上电复位

• RCC_FLAG_SFTRST → 软件复位

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 总结

• WWDG 与 IWDG 的区别：

  • IWDG：只要定期喂狗就行，没有窗口要求，独立时钟（LSI），一旦开启不可关闭。

  • WWDG：有窗口限制，喂狗太早/太晚都复位，用系统时钟分频，支持提前唤醒中断。

• 本实验现象：

  • LED1 周期闪烁，LED2 在回调中翻转；

  • 如果关闭喂狗 → MCU 重启 → 串口提示“窗口看门狗复位！”。