1. IWDG 简介

• 定义：独立看门狗（Independent Watchdog, IWDG）是一种硬件定时器，主要用来防止系统进入死循环、跑飞等异常状态。

• 时钟源：内部低速时钟 LSI（典型值 40kHz），不依赖系统主时钟 (HSE/HSE)，即使主时钟故障也能工作。

• 作用：

  • MCU 运行过程中必须定期喂狗（刷新计数器），否则计数器溢出将自动复位 MCU。

  • 保证系统在异常时自动恢复运行，提高可靠性。

• 特点：

  • 独立于 CPU，不能被软件停止，一旦开启只能通过复位关闭。

  • 适合工业控制、无人值守设备。

---

2. IWDG 工作原理及框图

工作原理：

1. IWDG 从 LSI 时钟 (40kHz) 获取时钟输入。

2. 通过 预分频器 (Prescaler) 进行分频，得到计数时钟。

3. 计数器 递减计数，当减到 0 → 触发系统复位。

4. 软件需定期写入 刷新寄存器 (IWDG_KR = 0xAAAA)，重新装载计数器，避免复位。

框图（简化版）：

     LSI (40kHz)
         │
     [预分频器]
         │
     [12位递减计数器]
         │
    计数到0 → 触发复位

3. IWDG 寄存器及函数介绍

关键寄存器

1. KR (Key Register, 0x00)

   • 写入 0xCCCC → 启动 IWDG

   • 写入 0xAAAA → 喂狗（刷新计数器）

   • 写入 0x5555 → 允许修改预分频器和重装载寄存器

2. PR (Prescaler Register, 0x04)

   • 设置预分频系数，取值范围：4, 8, 16, 32, 64, 128, 256

3. RLR (Reload Register, 0x08)

   • 设置重载值 (0 ~ 0xFFF)

   • 计数器每次刷新后从 RLR 装载，向下递减

4. SR (Status Register, 0x0C)

   • 标志位：PR/RLR 是否正在更新，防止写入冲突

HAL 库函数

• HAL_IWDG_Init()：初始化并启动 IWDG

• HAL_IWDG_Refresh()：喂狗，刷新计数器

• __HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST)：判断是否 IWDG 复位

• __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS()：清除复位标志

---

4. IWDG 溢出时间计算

公式：

• RLR：重载值 (0 ~ 4095)

• Prescaler：分频系数 (4,8,16,32,64,128,256)

• LSI_Freq：LSI 时钟频率 (典型值 40kHz)

例子（你代码里的参数）：

• psc = 32，RLR = 1250

这意味着：如果 1s 内没有喂狗 → MCU 会复位。

5. IWDG 配置步骤

1. 开启 LSI 时钟（CubeMX 自动配置，手动时需打开）

2. 解锁 PR/RLR：写 0x5555 到 KR

3. 设置预分频器 PR、重载值 RLR

4. 启动 IWDG：写 0xCCCC 到 KR

5. 周期性喂狗：写 0xAAAA 到 KR

补充知识点

• 复位标志判断：通过 RCC_FLAG_IWDGRST 区分是否由 IWDG 复位。

• 与窗口看门狗 (WWDG) 区别：

  • IWDG 独立时钟，无法停止；WWDG 用主时钟，复位前可产生中断。

• 典型应用：无人值守设备（采集器、传感器节点、逆变器控制器、工业控制器）。

---

 总结一句话：
独立看门狗 (IWDG) = “硬件定时器 + 强制复位”，定期喂狗保证程序正常运行，否则 MCU 自动复位。

STM32F103 独立看门狗 (IWDG) 实验

main.c

#include "sys.h"       // 系统时钟初始化相关函数
#include "delay.h"     // 延时函数（ms、us）
#include "led.h"       // LED 控制函数
#include "uart1.h"     // 串口1初始化与收发
#include "iwdg.h"      // 独立看门狗 IWDG 驱动

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化 HAL 库：包括 NVIC 分组、SysTick 配置等 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 系统时钟设置为 72MHz (HSE=8MHz, PLL*9) */
    led_init();                         /* 初始化板载 LED */
    uart1_init(115200);                 /* 初始化串口1，波特率 115200 */
    
    /* 初始化独立看门狗 IWDG
     * 参数1 Prescaler：预分频器，取值 IWDG_PRESCALER_x
     * 参数2 Reload：重载值，计数到0则触发复位
     * 本例：psc=32，rlr=1250
     * 时钟源固定为 LSI = 40kHz (典型值)
     * IWDG 超时时间 = (Reload+1) * Prescaler / 40kHz
     *               = (1250+1) * 32 / 40000 ≈ 1.0 s
     */
    iwdg_init(IWDG_PRESCALER_32, 1250);

    printf("hello world!\r\n");
    printf("狗儿肚子饿了，再不喂它的话就咬人了！\r\n");

    /* 判断复位原因：是否由独立看门狗触发 */
    if(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET)  // 读取 RCC 寄存器复位标志
    {
        printf("独立看门狗复位!\r\n");
        __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();  // 清除复位标志，防止下次开机误判
    }
    else
        printf("外部复位!\r\n");        // 若不是IWDG复位，则说明是上电/手动复位

    while(1)
    { 
        delay_ms(1500);                 // 延时 1500ms (> 1s 看门狗溢出时间)
        iwdg_feed();                    // 喂狗（刷新计数器，防止复位）
        printf("狗儿已经喂饱了，不会咬人了！\r\n");
    }
}

iwdg.c

#include "iwdg.h"

IWDG_HandleTypeDef iwdg_handle = {0};   // 定义 IWDG 句柄，全局变量

/* 独立看门狗初始化
 * 参数 psc：预分频器 (IWDG_PRESCALER_x)
 * 参数 rlr：重载值 (0~0xFFF)
 */
void iwdg_init(uint8_t psc, uint16_t rlr)
{
    iwdg_handle.Instance = IWDG;        // 指定硬件实例为 IWDG 外设
    iwdg_handle.Init.Prescaler = psc;   // 设置预分频器 (2,4,8,16,32,64,128,256)
    iwdg_handle.Init.Reload = rlr;      // 设置重载值 (0~4095)
    HAL_IWDG_Init(&iwdg_handle);        // 调用 HAL 库函数，写入寄存器并启动看门狗
}

/* 喂狗函数
 * 功能：刷新计数器，防止看门狗复位
 * 本质：往 IWDG_KR 寄存器写入 0xAAAA
 */
void iwdg_feed(void)
{
    HAL_IWDG_Refresh(&iwdg_handle);
}

实验现象

1. 程序启动时

   • 串口打印：

hello world!
狗儿肚子饿了，再不喂它的话就咬人了！
外部复位!

LED 初始化完成（如点亮/熄灭，看 led_init() 定义）。

• 进入 while(1) 循环

  • 延时 1500 ms，超过 IWDG 超时时间 (~1s)。

  • 但在延时结束后才喂狗。

• 结果

  • 在大多数情况下，看门狗会在 1s 左右复位 MCU，根本来不及执行 iwdg_feed()。

  • 复位后再次启动，程序会检测到 RCC_FLAG_IWDGRST，于是串口打印：

独立看门狗复位!

如果把 delay_ms(1500) 改小于 1000ms（比如 500ms），则能正常喂狗，程序不会复位，每 1.5s 打印：

狗儿已经喂饱了，不会咬人了！

所以现象分两种：

• 延时 < 超时时间 → 程序一直运行，循环打印“狗儿已经喂饱了”。

• 延时 > 超时时间 → 程序不断复位，循环打印“独立看门狗复位”。

参数的可选项

A. iwdg_handle.Init.Prescaler

HAL 库定义的宏：

• IWDG_PRESCALER_4

• IWDG_PRESCALER_8

• IWDG_PRESCALER_16

• IWDG_PRESCALER_32

• IWDG_PRESCALER_64

• IWDG_PRESCALER_128

• IWDG_PRESCALER_256

作用：决定 IWDG 时钟分频系数（基于 LSI ~40kHz）。

---

B. iwdg_handle.Init.Reload

• 取值范围：0x000 ~ 0xFFF（即 0 ~ 4095）。

• 重载寄存器值，计数到 0 时触发复位。

 超时时间公式：

例：

• psc = 32, rlr = 1250 → 超时时间 ≈ 1.0 s

• psc = 64, rlr = 4000 → 超时时间 ≈ 6.4 s

---

C. __HAL_RCC_GET_FLAG() 可选标志（对应STM32中文参考手册V10）

• RCC_FLAG_IWDGRST → 独立看门狗复位

• RCC_FLAG_WWDGRST → 窗口看门狗复位

• RCC_FLAG_PINRST → 外部复位 (NRST 引脚)

• RCC_FLAG_PORRST → 上电复位

• RCC_FLAG_SFTRST → 软件复位（写 AIRCR 寄存器触发）

用于判断 MCU 上一次复位的原因。

---

总结

1. 代码注释：逐行解释了看门狗初始化、喂狗流程。

2. 实验现象：

   • delay_ms < 超时时间 → 程序正常运行。

   • delay_ms > 超时时间 → MCU 会反复复位，并打印“独立看门狗复位”。

3. 参数说明：

   • 预分频器：IWDG_PRESCALER_4 ~ 256。

   • 重载值：0 ~ 4095，决定溢出时间。

   • 复位标志：可区分 IWDG、WWDG、外部复位、上电复位、软件复位。