窗口看門狗（WWDG）

1. WWDG 簡介

• 作用：在應用跑飛、死循環、長時間被中斷占用等異常時，強制復位 MCU，提高系統可靠性。

• 時鐘來源：來自 APB1 時鐘 (PCLK1) 的分頻（與 IWDG 的 LSI 獨立時鐘不同）。

• 核心特性：

  • 7 位遞減計數器 T[6:0]：從 0x7F 遞減到 0x40，再到 0x3F 時復位。

  • 窗口值 W[6:0]：喂狗必須在“窗口”內進行（T ≤ W 且 T > 0x3F）；

    • 喂早了（T > W）立刻復位；

    • 喂晚了（T ≤ 0x3F）復位。

  • EWI（Early Wakeup Interrupt）提前喚醒中斷：當 T 遞減到 0x40 時產生中斷，給你“最后一次機會”喂狗。

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2. 工作原理與簡化框圖

計數與窗口規則

T: 0x7F ──… 遞減 …── 0x5F ──…── 0x40 ── 0x3F↑允許最早喂的位置=W (例如0x5F)     ↑EWI中斷      ↑復位點
必須在 T∈(0x3F, W] 這個區間喂狗；早于W立即復位；晚于0x3F也復位

時鐘鏈路與計數

PCLK1 ──÷4096──÷(1/2/4/8)──> 計數時鐘tick  ──> 7位遞減計數器 T[6:0]├─ T==0x40  → 觸發EWI└─ T==0x3F  → 復位MCU

3. 寄存器與 HAL 函數

關鍵寄存器（STM32F1 系列）

• WWDG_CR（控制/計數器寄存器）

  • WDGA（bit7）：1=啟動 WWDG

  • T[6:0]：當前計數值（寫入相當于刷新/喂狗）

• WWDG_CFR（配置寄存器）

  • W[6:0]：窗口值

  • WDGTB[1:0]：預分頻（1/2/4/8）

  • EWI（bit9）：提前喚醒中斷使能

• WWDG_SR（狀態寄存器）

  • EWIF（bit0）：EWI 標志位（到 0x40 時置位，軟件寫 0 清除）

HAL 屏蔽了直接位操作，底層完成上述寫寄存器邏輯。

HAL 相關 API

• HAL_WWDG_Init(&h)：配置并啟動 WWDG（設定 Counter、Window、Prescaler、EWI）。

• HAL_WWDG_Refresh(&h)：喂狗（刷新計數器）。

• HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(&h)：EWI 回調（T==0x40 時被調用）。

• HAL_WWDG_IRQHandler(&h)：在 WWDG_IRQHandler 里調用它，才能觸發回調。

• 復位來源判斷：

  • __HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST)：是否 WWDG 復位；

  • __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS()：清除復位標志。

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4. 溢出時間與“喂狗窗口”計算

計數器遞減 tick 周期

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

• 例：72 MHz 系統 + 默認 APB1=36 MHz，若 Prescaler=8：

代入你代碼的參數

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

• 允許喂狗窗口：[29.1 ms, 58.3 ms)，窗口寬度約 29.1 ms

• 你主循環 delay_ms(50) → 50 ms 恰好落在窗口內，所以正常不會復位。

  • 若偶爾卡住，EWI 在 ~57.3 ms 觸發回調，回調里你又 wwdg_feed()，可兜底避免復位。

5. 配置步驟（HAL 版）

1. 打開 WWDG 時鐘 + 中斷（在 HAL_WWDG_MspInit 里）

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

2.初始化并啟動

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;     // 預分頻
wwdg_handle.Init.EWIMode  = WWDG_EWI_ENABLE;      // 開EWI
HAL_WWDG_Init(&wwdg_handle);

3.中斷服務與回調

void WWDG_IRQHandler(void){ HAL_WWDG_IRQHandler(&wwdg_handle); }void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *h){wwdg_feed();          // 最后時刻兜底喂狗led2_toggle();        // 觀測EWI是否發生
}

4.周期性喂狗（窗口內）

HAL_WWDG_Refresh(&wwdg_handle);

5.復位來源識別

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

調試注意：單步/斷點會讓時間停住。建議在調試時凍結 WWDG：
DBGMCU->APB1FZ |= DBGMCU_APB1_FZ_DBG_WWDG_STOP;（CubeMX 可勾選）

6.HAL 可選值速查

• wwdg_handle.Init.Prescaler：

  • WWDG_PRESCALER_1 / _2 / _4 / _8

• wwdg_handle.Init.EWIMode：

  • WWDG_EWI_DISABLE / WWDG_EWI_ENABLE

• 復位標志（__HAL_RCC_GET_FLAG()）：

  • RCC_FLAG_WWDGRST / IWDGRST / PINRST / PORRST / SFTRST 等

• 計數/窗口范圍：

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

7. IWDG vs WWDG（差異對照）

特性	IWDG（獨立看門狗）	WWDG（窗口看門狗）
時鐘源	LSI（約40kHz，獨立）	APB1（PCLK1）/4096/Presc
能否停表	一旦啟動不可停	可在調試時凍結（DBGMCU）
喂狗限制	只要周期內喂即可	必須在窗口內喂（太早/太晚都復位）
預警	無	EWI（T==0x40）
典型用途	無人值守、兜底安全	需要“節拍約束”的系統（防止過早喂狗掩蓋問題）

main.c

#include "sys.h"       // 系統時鐘初始化函數
#include "delay.h"     // 延時函數
#include "led.h"       // LED 控制
#include "uart1.h"     // 串口1
#include "wwdg.h"      // 窗口看門狗驅動int main(void)
{HAL_Init();                         /* 初始化 HAL 庫（NVIC 分組、SysTick 定時器等） */stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 設置系統時鐘為 72MHz（HSE=8MHz * 9） */led_init();                         /* 初始化 LED GPIO */uart1_init(115200);                 /* 初始化串口1，波特率 115200 *//* 初始化窗口看門狗* 參數1 tr：計數器初值（0x40 ~ 0x7F，最高7位有效）* 參數2 wr：窗口值（0x40 ~ 0x7F），喂狗時計數器必須 <= wr 才有效* 參數3 psc：分頻器* 本例：Counter=0x7F (127)，Window=0x5F (95)，Prescaler=8*/wwdg_init(0x7f, 0x5f, WWDG_PRESCALER_8);printf("hello world!\r\n");/* 判斷上次復位原因 */if(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST) != RESET){printf("窗口看門狗復位!\r\n");__HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS();  /* 清除復位標志 */}elseprintf("外部復位!\r\n");while(1){ delay_ms(50);          /* 延時 50ms */wwdg_feed();           /* 喂狗（刷新計數器） */led1_toggle();         /* 翻轉 LED1，觀察程序是否在運行 */}
}

wwdg.c

#include "wwdg.h"
#include "led.h"WWDG_HandleTypeDef wwdg_handle = {0};   // 窗口看門狗句柄/* 初始化窗口看門狗* tr: Counter 初值 (0x40 ~ 0x7F)* wr: Window 窗口值 (0x40 ~ 0x7F)* psc: 預分頻系數*/
void wwdg_init(uint8_t tr, uint8_t wr, uint32_t psc)
{wwdg_handle.Instance = WWDG;             // 指定實例 = 窗口看門狗外設wwdg_handle.Init.Counter = tr;           // 設置計數器初值wwdg_handle.Init.Window = wr;            // 設置窗口值wwdg_handle.Init.Prescaler = psc;        // 設置分頻系數wwdg_handle.Init.EWIMode = WWDG_EWI_ENABLE; // 使能提前喚醒中斷（EWI）HAL_WWDG_Init(&wwdg_handle);             // 初始化硬件
}/* MSP 初始化：底層硬件配置 */
void HAL_WWDG_MspInit(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{__HAL_RCC_WWDG_CLK_ENABLE();   // 打開 WWDG 時鐘/* 配置中斷優先級 */HAL_NVIC_SetPriority(WWDG_IRQn, 2, 2);  // 搶占優先級2，子優先級2HAL_NVIC_EnableIRQ(WWDG_IRQn);          // 使能 WWDG 中斷
}/* 窗口看門狗中斷服務函數 */
void WWDG_IRQHandler(void)
{HAL_WWDG_IRQHandler(&wwdg_handle);  // 調用 HAL 庫中斷處理
}/* 提前喚醒回調函數* 當計數器降到 0x40 時產生 EWI 中斷* 在這里可以做一些預處理（比如打印信息、刷新寄存器等）*/
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{wwdg_feed();       // 喂狗（刷新計數器）led2_toggle();     // 翻轉 LED2，表示進入了回調
}/* 喂狗函數：刷新 WWDG 計數器 */
void wwdg_feed(void)
{HAL_WWDG_Refresh(&wwdg_handle);
}

實驗現象

1. 程序啟動時

   • 串口打印 "hello world!"。

   • 判斷復位來源，如果是看門狗復位，會打印“窗口看門狗復位！”。

2. 正常情況（延時 50ms < 看門狗溢出時間）

   • 主循環中不斷 wwdg_feed()，LED1 每 50ms 翻轉一次。

   • 程序一直運行，LED1 閃爍。

3. 提前喚醒中斷現象

   • 當計數器下降到 0x40，觸發 EWI 中斷，執行 HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback：

     • 喂狗（防止復位）

     • LED2 翻轉，表示進入了回調。

4. 異常情況（如果不喂狗，或者喂狗太早/太晚）

   • WWDG 會復位 MCU，串口下次啟動會打印“窗口看門狗復位！”。

?和獨立看門狗 (IWDG) 不同，WWDG 多了“窗口限制”：喂狗必須在合適的范圍內，太早/太晚都不行。

可選參數

A. wwdg_handle.Init.Counter

• 范圍：0x40 ~ 0x7F（7 位有效）

• 功能：設置計數器初值，從該值遞減計數，減到 0x3F 時復位。

B. wwdg_handle.Init.Window

• 范圍：0x40 ~ 0x7F

• 功能：定義一個“窗口值”。

  • 喂狗必須在計數器 ≤ Window 時才有效。

  • 如果喂狗時計數器 > Window → 立即復位！

C. wwdg_handle.Init.Prescaler

可選值（分頻系數）：

• WWDG_PRESCALER_1

• WWDG_PRESCALER_2

• WWDG_PRESCALER_4

• WWDG_PRESCALER_8

作用：控制計數器遞減的速度。

D. wwdg_handle.Init.EWIMode

• WWDG_EWI_DISABLE：不啟用提前喚醒中斷

• WWDG_EWI_ENABLE：啟用 EWI，當計數器降到 0x40 時產生中斷（可在中斷中喂狗）。

E. 復位標志

通過 __HAL_RCC_GET_FLAG() 獲取：

• RCC_FLAG_WWDGRST → 窗口看門狗復位

• RCC_FLAG_IWDGRST → 獨立看門狗復位

• RCC_FLAG_PINRST → 外部復位

• RCC_FLAG_PORRST → 上電復位

• RCC_FLAG_SFTRST → 軟件復位

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?總結

• WWDG 與 IWDG 的區別：

  • IWDG：只要定期喂狗就行，沒有窗口要求，獨立時鐘（LSI），一旦開啟不可關閉。

  • WWDG：有窗口限制，喂狗太早/太晚都復位，用系統時鐘分頻，支持提前喚醒中斷。

• 本實驗現象：

  • LED1 周期閃爍，LED2 在回調中翻轉；

  • 如果關閉喂狗 → MCU 重啟 → 串口提示“窗口看門狗復位！”。