Mbed OS Watchdog 的实现
看门狗是嵌入式设备的常用功能，当时程序飞掉的时候，系统会自动复位。硬件实现上，watchdog 是一个特别的定时器，应用程序必须不断地重装定时器计数值（俗称喂狗），当程序没有及时喂狗的话，硬件定时器溢出，产生系统复位信号。
由于watchdog和硬件有关，mbed OS 目前没有实现看门狗功能。本文讨论如何在modular-2的STM32F4 平台上实现MbedOS应用程序的看门狗功能。
STM32F4 的watchdog硬件
STM32F4系列MCU有一个独立看门狗（IWDG）和一个窗口看门狗（WWDG）。
STM32F4的独立看门狗由内部专门的32Khz低速时钟（LSI）驱动，即使主时钟发生故障，它也仍然有效。这里需要注意独立看门狗的时钟是一个内部RC时钟，所以并不是准确的32Khz，而是在15~47Khz之间的一个可变化的时钟，只是我们在估算的时候，以40Khz的频率来计算，看门狗对时间的要求不是很精确.
溢出时间计算
Tout=((4×2^prer)×rlr) /40
其中Tout为看门狗溢出时间（单位为ms）；prer为看门狗时钟预分频值（IWDG_PR值 ）范围为0~7；rlr为看门狗的重装载值（IWDG_RLR的值）。
比如我们设定prer值为4，rlr值为625，那么就可以得到Tout=64×625/40=1000ms，这样，看门狗的溢出时间就是1s，只要你在一秒钟之内，喂一次狗，就不会导致看门狗复位。
时间关系(LSI时钟40KHz)
| 预分频系数（4×2^prer） |
PR[2:0]位 |
最短时间（ms） |
最长时间（ms） |
| /4 |
0 |
0.1 |
409.6 |
| /8 |
1 |
0.2 |
819.2 |
| /16 |
2 |
0.4 |
1638.4 |
| /32 |
3 |
0.8 |
3276.8 |
| /64 |
4 |
1.6 |
6553.6 |
| /128 |
5 |
3.2 |
13107.2 |
| /256 |
6 或7 |
6.4 |
26214.4 |
Mbed WatchDog 的实现
在MbedOS 下实现看门狗，需要使用HAL库函数实现。
预分频系数
IWDG_PRESCALER_4
IWDG_PRESCALER_8
IWDG_PRESCALER_16
IWDG_PRESCALER_32
IWDG_PRESCALER_64
IWDG_PRESCALER_128
IWDG_PRESCALER_256
reload 的最大值位12位，0xFFF
定时周期的计算简化为：
Tout=预分频系数*reload/40，单位为ms。
在mbed OS 下，我们编写了一个类来实现watchdog，将hal 的底层封装在类中。
#include "mbed.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
DigitalOut led1(LED1);
class WatchDog {
private:
IWDG_HandleTypeDef hiwdg;
public:
WatchDog(uint32_t prescaler = IWDG_PRESCALER_256, uint32_t reload = 0xfff) {
hiwdg.Instance = IWDG;
hiwdg.Init.Prescaler = prescaler;
hiwdg.Init.Reload = reload;
HAL_IWDG_Init(&hiwdg);
}
void feed() {
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
}
};
int main() {
WatchDog wdg(IWDG_PRESCALER_64, 625);
while (true) {
led1 = !led1;
wdg.feed();
wait(0.5);
}
}
上面的程序在Mbed OS 下调试成功的。