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STM32-- 看门狗--介绍、使用场景、失效场景

news 来源：原创 2025/7/13 1:20:27

STM32 中的看门狗（Watchdog Timer，简称 WDG）有两种主要类型：独立看门狗（IWDG） 和 窗口看门狗（WWDG）。它们的喂狗机制各有特点，主要区别如下：

1. 独立看门狗（IWDG）

喂狗模式：常规定时喂狗

  • 喂狗方式： 调用 IWDG_ReloadCounter() 函数，在任何时刻都可以重装载计数器，从而避免超时复位。

  • 超时机制： 如果计数器倒计时到 0 且没有及时喂狗，系统会复位。

  • 特点：

    • 喂狗没有时间窗口限制，只要在超时时间之前喂狗即可。
    • 由 内部低速时钟（LSI，约 32kHz） 提供时钟，不依赖主系统时钟。
    • 无法被软件或调试工具停止，一旦启用只能通过硬件复位重启。
优点：
  • 配置简单，适用于通用场景。
  • 独立于主系统时钟（HCLK），可靠性高。
缺点：
  • 无法防止程序在特定时间段反复喂狗（如错误逻辑进入喂狗环）。

2. 窗口看门狗（WWDG）

喂狗模式：窗口限制喂狗

  • 喂狗方式： 调用 WWDG_SetCounter() 函数时，喂狗必须在指定的时间窗口内完成。

    • 窗口时间是由 WWDG 的计数器和窗口寄存器共同决定的。
    • 如果喂狗太早（计数器值大于窗口值）或太晚（计数器倒计时到 0），系统会复位。

  • 超时机制：

    • 必须在窗口时间内重装载计数器。
    • 超过窗口的时间范围（太早或太晚）都会导致复位。

  • 特点：

    • 使用 APB1 时钟（PCLK1） 提供时钟源，依赖主系统时钟。
    • 可以通过调试工具暂停计数。
    • 可设置窗口值，要求喂狗在特定时间范围内完成，防止程序因逻辑错误频繁喂狗。
优点：
  • 增强程序可靠性，防止错误逻辑无限循环喂狗。
  • 支持更精确的复位条件控制。
缺点：
  • 配置稍复杂，需要合理选择窗口值和计数器初始值。
  • 依赖主系统时钟，可靠性略低于 IWDG。

两种模式的对比

特性独立看门狗（IWDG）窗口看门狗（WWDG）
时钟来源内部低速时钟（LSI，32kHz）APB1 时钟（PCLK1）
喂狗机制任何时间都可以喂狗必须在时间窗口内喂狗
配置复杂度简单较复杂
适用场景通用场景，保证基本的系统稳定性高可靠场景，防止逻辑错误频繁喂狗
可靠性更高略低，依赖主系统时钟
调试控制不可暂停支持暂停
可控性不限制喂狗时间支持细粒度时间窗口控制

选择建议

  1. 使用场景简单，侧重可靠性：选择 独立看门狗（IWDG）。

    • 如在嵌入式系统中需要一个独立于系统时钟的简单复位保护机制。

  2. 高可靠性要求，需防止逻辑错误：选择 窗口看门狗（WWDG）。

    • 如工业控制场景，程序卡死可能导致危险，需要精确控制喂狗行为。

代码示例

1. 独立看门狗喂狗
#include "stm32f10x_iwdg.h"void IWDG_Init(void) {RCC_LSICmd(ENABLE); // 启用 LSI 时钟while (!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)); // 等待 LSI 就绪IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable); // 使能配置IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_64);        // 设置预分频器为 64IWDG_SetReload(625);                         // 设置重装载值（1 秒超时）IWDG_ReloadCounter();                        // 加载值到计数器IWDG_Enable();                               // 启动 IWDG
}void Feed_Dog(void) {IWDG_ReloadCounter(); // 喂狗
}/*上下两种初始化和使用，没有关系*********************///在main函数中的使用初始化看门狗，不同库函数，初始化函数不一样
// 启用 LSI 时钟,看门狗要用RCC_LSICmd(ENABLE);while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET); // 等待 LSI 就绪// 配置 IWDG，超时时间为 1 秒IWDG_Config(IWDG_Prescaler_64, 625);printf("初始化初始化喂狗\n");// 定时喂狗，防止复位，放在while循环里面
IWDG_ReloadCounter();
printf("喂狗\n");
2. 窗口看门狗喂狗
#include "stm32f10x_wwdg.h"void WWDG_Init(void) {RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE); // 启用 WWDG 时钟WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8);       // 设置预分频器WWDG_SetWindowValue(80);                   // 设置窗口值（喂狗窗口）WWDG_Enable(100);                          // 启动 WWDG 并设置计数器值
}void Feed_Dog(void) {WWDG_SetCounter(100); // 喂狗（需在窗口时间内）
}还没有使用过，用的时候再说

通过对比，可以根据实际场景选择合适的看门狗类型并合理设置喂狗机制。

看门狗使用场景

在嵌入式系统中，看门狗的主要目的是检测系统异常并自动复位，保障系统的稳定运行。以下是常见需要喂狗的场景：

1. 系统可能出现死循环或卡死的场景

  • 现象：
    • 系统因软件错误、逻辑陷阱或资源争用导致无限循环或停止响应。
  • 应用：
    • 工业自动化控制（PLC 等）。
    • 智能家居设备（如网关、传感器）。
    • 通信设备（如路由器、交换机）。
  • 原因： 看门狗可以在系统卡死时触发复位，避免长时间停机。

2. 系统存在较高可靠性要求的场景

  • 现象：
    • 嵌入式设备长时间无人值守，需要保持长期稳定运行。
  • 应用：
    • 医疗设备（监护仪、输液泵）。
    • 交通设备（信号灯控制、车载 ECU）。
    • 军事和航空航天设备。
  • 原因： 使用看门狗复位系统，可提高容错能力和整体可靠性。

3. 外设数据采集或处理超时的场景

  • 现象：
    • 数据采集模块长时间未能完成任务，可能导致整个系统响应缓慢或失效。
  • 应用：
    • 数据采集终端（温度、压力传感器）。
    • 多任务实时系统（RTOS）。
  • 原因： 配合看门狗的定期复位机制，避免单个模块卡死影响整体系统。

4. 系统通信异常的场景

  • 现象：
    • 外部设备或模块因通信中断而停止响应。
  • 应用：
    • 网络设备（IoT 网关、通信模组）。
    • 智能设备（摄像头、机器人）。
  • 原因： 如果通信超时，看门狗可复位系统重新尝试连接。

5. 电磁干扰或外界环境影响较大的场景

  • 现象：
    • 嵌入式设备可能受到环境干扰（电磁干扰、静电等），导致系统异常。
  • 应用：
    • 工业环境（高压设备、变电站）。
    • 军用电子设备。
  • 原因： 看门狗可检测因环境干扰导致的系统失效并触发复位，恢复正常运行。

6. 软件升级或运行复杂任务的场景

  • 现象：
    • 系统执行复杂的算法或升级任务时，可能发生资源争用或异常。
  • 应用：
    • 在线升级固件的 IoT 设备。
    • 人工智能推理设备（如车载计算机）。
  • 原因： 看门狗可以监控长时间任务运行，避免任务因不可预测的问题导致系统停滞。

7. 用户无法频繁维护设备的场景

  • 现象：
    • 设备分布在偏远或不便维护的位置。
  • 应用：
    • 太阳能监控设备。
    • 海上浮标、地震监测设备。
    • 无人机、卫星等。
  • 原因： 看门狗自动复位功能降低了人工干预的频率，提升系统可用性。

8. 高安全性场景

  • 现象：
    • 系统的异常可能带来严重后果（如数据丢失或生命危险）。
  • 应用：
    • 银行 ATM 系统。
    • 医疗设备。
    • 车辆控制系统（自动驾驶）。
  • 原因： 看门狗能在意外时快速恢复系统，避免造成重大损失。

总结：典型需要喂狗的场景

场景主要原因示例应用
死循环或逻辑卡死防止程序因意外逻辑错误停滞工业设备、智能终端
高可靠性要求长期无人值守，需自我修复医疗设备、交通控制
数据采集或超时控制模块运行超时可能影响整个系统RTOS 系统、数据采集设备
通信异常网络或模块中断可能影响设备响应路由器、物联网设备
电磁干扰环境环境干扰可能引起系统故障工业控制、军事设备
复杂任务或软件升级防止任务中断导致系统不可恢复人工智能设备、在线升级
无法维护的设备减少人工维护频率，提高设备可靠性远程监控设备、无人机
高安全性需求确保关键设备在故障时快速恢复ATM 机、自动驾驶系统

在这些场景中，合理配置看门狗的超时时间和喂狗逻辑，可以有效提升系统的健壮性和可靠性。

看门狗失效的场景

理论上，看门狗是一种硬件模块，独立于主处理器运行，设计上可以在系统卡死时强制复位。但在某些特殊情况下，即使有看门狗，也可能无法复位。这种情况通常与硬件设计或系统架构有关。以下是可能的原因和解决方法：

1. 系统进入低功耗模式

  • 原因：
    • 有些嵌入式设备在进入深度睡眠模式时，会关闭看门狗定时器。
    • 如果设备卡死在低功耗模式中，看门狗无法触发复位。
  • 解决方法：
    • 确保看门狗模块在低功耗模式下仍保持工作（某些芯片支持此功能）。
    • 使用独立看门狗（如外部硬件看门狗），保证看门狗与主处理器的运行无关。

2. 系统总线或时钟停止工作

  • 原因：
    • 系统因为严重错误（如总线死锁或时钟停止），导致看门狗依赖的时钟源失效。
  • 解决方法：
    • 使用内部低速时钟（如独立的低速振荡器 LSI）驱动看门狗。
    • 确保时钟源具有高可靠性，并在设计中添加冗余机制。

3. 电源故障

  • 原因：
    • 硬件因供电不足或瞬间断电，导致看门狗和主处理器均停止工作。
  • 解决方法：
    • 添加稳压电路和电源监控芯片，确保系统供电稳定。
    • 使用外部看门狗模块，其独立供电可提升可靠性。

4. 看门狗配置或逻辑错误

  • 原因：
    • 看门狗初始化错误或喂狗逻辑未正确实现，导致看门狗无法正常运行。
    • 误配置过长的超时时间，程序卡死后仍在喂狗。
  • 解决方法：
    • 充分测试看门狗初始化和喂狗逻辑。
    • 使用合理的超时时间，避免因喂狗间隔过长或喂狗频率过高而失效。

5. 硬件设计缺陷

  • 原因：
    • 某些硬件设计中，看门狗复位信号未正确连接或复位信号不起作用。
    • 外部硬件看门狗模块未正确实现逻辑复位。
  • 解决方法：
    • 确保看门狗复位信号正确连接到处理器的复位引脚。
    • 测试硬件设计的复位功能是否正常。

6. 看门狗自身故障

  • 原因：
    • 看门狗模块内部硬件故障，导致其无法工作。
    • 例如独立看门狗的振荡器损坏或芯片老化。
  • 解决方法：
    • 定期检测和维护设备，确保硬件正常。
    • 使用多个看门狗模块（例如内部和外部看门狗结合）。

7. 看门狗复位后依旧死循环

  • 原因：
    • 程序设计问题导致复位后重复进入死循环，触发看门狗再次复位。
  • 解决方法：
    • 复位后执行硬件自检和初始化，避免问题反复发生。
    • 在看门狗超时后，将复位状态记录在非易失性存储器中，方便分析问题根源。

8. 极端硬件或环境问题

  • 原因：
    • 硬件遭受极端环境干扰（如高强度电磁辐射、雷击）。
    • 存在硬件级别的设计缺陷或材料老化。
  • 解决方法：
    • 提升设备抗干扰能力，例如添加屏蔽罩、滤波器。
    • 定期更新设备，避免使用超出寿命的硬件。

如何降低看门狗失效的可能性

  1. 设计冗余系统：
    • 使用多个独立的看门狗模块，主从备份。
  2. 合理选择看门狗类型：
    • 使用独立看门狗（如外部芯片）而非依赖于主处理器的内部看门狗。
  3. 测试看门狗功能：
    • 定期在程序中模拟卡死场景，验证看门狗是否能正常复位。
  4. 使用外部复位电路：
    • 配合电源管理芯片（如带复位功能的电源监控芯片），提供额外的复位保障。
  5. 做好复位后程序设计：
    • 确保复位后系统能进入正常工作状态，避免重复复位。

总结

虽然看门狗是一种非常可靠的保护机制，但它并不是万能的。如果系统设计或硬件环境存在问题，看门狗也可能无法复位。通过合理设计、冗余机制和充分测试，可以最大程度地降低看门狗失效的风险。

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原本有一个变亮的属性luminanceAtZenith，但是新版本的cesium没有这个属性了。于是 let lightColor 3.0result._customShader new this.ffCesium.Cesium.CustomShader({fragmentShaderText:void fragmentMain(FragmentInput fsInput, inout czm_modelMaterial mate…...

编程日记 2025/7/10 14:14:31

如何分析Windows防火墙日志

Windows防火墙，也被称为Windows Defender Firewall，是一种内置的安全功能，可以主动监控和分析运行Windows操作系统的计算机上通过Windows防火墙的网络流量，主要目的是作为计算机和互联网或其他网络之间的屏障，使管理员…...

编程日记 2025/7/5 23:30:30

Linux下 history 命令输出时间

在 Linux 中，查看每条命令的执行时间。 文章目录 [toc]**1. 配置 Shell 以记录命令执行时间****1.1 Bash Shell****步骤：****注意事项：** **1.2 Zsh Shell****步骤：****注意事项：** 1. 配置 Shell 以记录命令执行时间 …...

编程日记 2025/7/11 7:24:44

ChatGPT/AI辅助网络安全运营之-数据解压缩

在网络安全的世界中，经常会遇到各种压缩的数据，比如zip压缩，比如bzip2压缩，gzip压缩，xz压缩，7z压缩等。网络安全运营中需要对这些不同的压缩数据进行解压缩，解读其本意，本文将探索一…...

编程日记 2025/7/10 8:56:57

导入 OpenCV for Android 的技巧

下载了 OpenCV for Android Sdk 以后，一头雾水，不知道从哪里下手，既不是jar、也不是aar，没关系，简单几步即可使用 OpenCV。 1、使用 Android Studio 打开 samples （示例）项目 2、同步项目&…...

编程日记 2025/7/9 23:40:47

云原生时代的轻量级反向代理Traefik

Traefik 是一个用于路由和管理网络流量的反向代理，同时也是一个支持多种协议（HTTP、HTTPS、TCP、UDP）的负载均衡器。它通过自动服务发现和动态配置，帮助开发者和运维团队轻松管理复杂的应用架构。 Traefik 的主要特点如下&#x…...

编程日记 2025/7/12 16:54:34

3D扫描对文博行业有哪些影响？

三维扫描技术对文博行业产生了深远的影响，主要体现在以下几个方面： 一、高精度建模与数字化保护 三维扫描技术通过高精度扫描设备，能够捕捉到文物的每一个细节，包括形状、纹理、颜色等，从而生成逼真的3D模型。这些模…...

编程日记 2025/7/7 17:30:17

linux安全管理-会话安全

文章目录 1 设置命令行界面超时退出2 配置终端登录失败策略3 配置 SSH 登录失败策略 1 设置命令行界面超时退出 1、检查内容 检查操作系统是否设置命令行界面超时退出。 2、配置要求 操作系统设置命令行界面超时退出。 3、配置方法 配置命令行界面超时时间，编辑/et…...

编程日记 2025/7/13 1:09:15

未来已来？AI技术革新改变我们的生活

在21世纪的今天，人工智能（AI）不再是一个遥远的概念，而是逐渐渗透到我们生活的方方面面。从智能家居到自动驾驶汽车，从个性化推荐系统到医疗诊断辅助，AI技术正在以惊人的速度发展，并深刻地影响着…...

编程日记 2025/7/9 18:26:10

列表上移下移功能实现

后台管理某列表需实现上移下移功能，并与前端展示列表排序相关。 现将开发完成过程笔记记录下来。 目录 列表增加属性 JQuery脚本 服务端 控制器 服务层 总结 列表增加属性 在循环渲染时，在table表格的tr上增加id和排序的属性值，以便传…...

编程日记 2025/7/9 5:49:21

[保姆式教程]使用labelimg2软件标注定向目标检测数据和格式转换

定向目标检测是一种在图像或视频中识别和定位对象的同时，还估计它们方向的技术。这种技术特别适用于处理有一定旋转或方向变化的对象，例如汽车、飞机或文本。定向目标检测器的输出是一组旋转的边界框，这些框精确地包围了图像中的对象&#xf…...

编程日记 2025/7/8 17:35:41

qt音频实战

一、Qt音频基础知识 1、QT multimedia 2、QMediaPlayer类：媒体播放器，主要用于播放歌曲、网络收音机等功能。 3、QMediaPlaylist类：专用于播放媒体内容的列表。 二、界面设计 三、代码 #include "mainwindow.h" #include "…...

编程日记 2025/7/9 15:48:28

【C++】static修饰的“静态成员函数“--静态成员在哪定义?静态成员函数的作用?

声明为static的类成员称为类的静态成员，用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量；用 static修饰的成员函数，称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化 一、静态成员变量 1)特性 所有静态成员为所有类对象所共…...

编程日记 2025/7/10 9:57:38

『Linux学习笔记』linux系统有哪些方法计算文件的md5！

linux系统有哪些方法计算文件的md5！ 文章目录 一. linux系统有哪些方法计算文件的md5！1. 使用 md5sum 命令(推荐)示例：输出：使用方法： 2. 使用 openssl 命令计算MD5值：输出：使用方法&#xff1…...

编程日记 2025/7/8 22:17:05