2019年10月17日 | S3C2410看门狗watchdog寄存器介绍与使用

看门狗应用实验 

1、实验目的 

    了解watchdog 的作用 

    掌握S3C2410 的watchdog 定时器的使用方法 

2、实验内容 

     实现看门狗复位 

     编程实现看门狗喂狗 

3、实验设备 

    S3C2410 开发板 

    ADS1.2 集成开发环境，JTAG 调试器、串口连接线 

4、实验原理 

4.1 看门狗功能简述 

    嵌入式系统运行时受到外部干扰或者系统错误，程序有时会出现“跑飞”，导致整个系统瘫痪。为了防止这一现象的发生，在对系统稳定性要求较高的场合往往要加入看门狗 （watchdog ）电路。看门狗的作用就是当系统“跑飞”而进入死循环时，恢复系统的运行。 

4.2 看门狗的工作原理 

    其基本原理为：设本系统程序完整运行一周期的时间是Tp，看门狗的定时周期为Ti，Ti>Tp，在程序正常运行时，定时器就不会溢出，若由于干扰等原因使系统不能在Tp时刻修改定时器的记数值，定时器将在Ti  时刻溢出，引发系统复位，使系统得以重新运行，从而起到监控的作用。 

4.3S3C2410 的看门狗 

    S3C2410 的看门狗定时器有两个功能： 

     作为常规时钟，并且可以产生中断； 

     作为看门狗定时器使用，当时钟计数减为0  （超时）时，它将产生一个128 个时钟 

        周期（PCLK ）的复位信号。 

    主要特性如下： 

     通用的中断方式的16bit 定时器。 

     当计数器减到0          （发生溢出），产生128 个PCLK 周期的复位信号。 

    下图为看门狗的电路示意图，看门狗时钟使用PCLK 作为他的时钟源，PCLK 通过预分频产生适合的看门狗时钟。 

    看门狗模块包括一个预比例因子放大器，一个是四分频器，一个16bit 计数器。看门狗的时钟源来自PCLK，为了得到较宽范围的看门狗信号，PCLK 先被预分频，之后再经过分 频器分频。预分频比例因子的分频值，都可以由看门狗控制器（WTCON ）决定，预分频值 的有效范围从0 到256－1。分频因子可以选择16、32、64 或者128。 

看门狗定时器记数值的计算公式如下： 

        t_watchdog=1/ [PCLK/( prescaler value +1)/ Division_factor ] 

    实验中PCLK＝50MHz；prescaler ＝WTCON[15:8]＝100；clock division factor=128 

        t_watchdog= 0.00025856 

        看门狗的定时周期为T＝WTCH ×t_watchdog 

    调试环境下的看门狗 

    当S3C2410 用嵌入式ICE 调试的时候，看门狗定时器的复位功能不能启动，看门狗定时器能从CPU 内核信号判断出当前CPU 是否处于调试状态，如果看门狗定时器确定当前模 式是调试模式，尽管看门狗能产生溢出信号，但是仍然不会产生复位信号。 

5、S3C2410 相关寄存器 

    WTCON――看门狗定时器控制寄存器 

    看门狗控制寄存器能够禁止或者允许看门狗时钟，从四个不同的时钟源中挑选时钟信号，允许或禁止中断，并且能允许或禁止看门狗时钟输出。如果用户想要使用看门狗作为普 通时钟，应该中断使能，禁止看门狗定时器复位。 

    WTDAT――看门狗定时器数据寄存器 

    WTDAT 用于设置看门狗定时器的超时时间值，在初始化看门狗过程中，WTDAT 的值不会自动加载到定时计数器中，首次使用定时器超时值为其初始值即0x8000，以后该寄存器的值会被自动加载到WTCNT 寄存器中。 

    WTCNT――看门狗定时器计数寄存器 

    WTCNT 为看门狗定时器工作的时间计数器的当前计数值，注意在初始化看门狗操作后，看门狗数据寄存器（WTDAT ）的值不能自动装载到看门狗计数寄存器（WTCNT ）中， 所以看门狗被允许之前应高初始化看门狗计数寄存器的值。 

6、看门狗应用编程实现 

    由于看门狗是对系统的复位或者中断的操作，所以不需要外围的硬件电路。要实现看门狗的功能，只需要对看门狗的寄存器组进行操作。即对看门狗的控制寄存器（WTCON ）、 看门狗数据寄存器（WTDAT ）、看门狗计数寄存器（WTCNT ）的操作。 

     设计流程如下： 

      设置看门狗中断操作，包括全局中断和看门狗中断的使能，看门狗中断向量的定义。 

      对看门狗控制寄存器（WTCON ）的设置，包括设置预分频比例因子、分频器的分 

          频值、中断使能和复位使能等。 

      对看门狗数据寄存器（WTDAT ）和看门狗技术寄存器（WTCNT ）的设置。 

      启动看门狗定时器。 

6.1 主功能函数 

     /************************************************* 

     Function name: Main 

     Parameter     : void 

     Description   : 主功能函数 

     Return           : void 

     Argument       : void 

     Autor & date : 

     **************************************************/ 

     int Main(void) 

     { 

          SetClockDivider(1, 1);//FLCK:HCLK:PCLK=1:2:4 

          SetSysFclk(DFT_FCLK_VAL);//Fout=200MHZ 

          Port_Init(); 

          Uart_Select(0); 

          Uart_Init(0, UART_BAUD); 

          Uart_Printf("watchdog test is beginningn"); 

          watchdog_test(); 

     } 

6.2  看门狗测试程序 

     void watchdog_test(void) 

     { 

       //initialize interrupt registers 

       ClearPending(BIT_WDT); 

       //建立WatchDog 中断 

       pISR_WDT=(unsigned)watchdog_int; 

       //Prescaler value=100、clock division factor=128 

       //t_watchdog=1/[PCLK/(Prescaler value+1)/Division_factor]=0.00025856 

       //disable watchdog 

                                                                                                      4 

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        rWTCON=((100<<8)|(3<<3)); 

        //看门狗时钟周期T=WTCNT*t_watchdog=4S 

        //看门狗喂狗 

        rWTDAT=15000; 

        rWTCNT=15000; 

        rWTCON|=((1<<5)|(1<<2));//enable Watchdog timer ang watchdog interrupt 

        rWTCON|=((1<<5)|(1<<2)|1);//watchdog   复位，时间间隔为4S。 

        //rWTCON|=(1<<5)|(1<<2);//每4S watchdog     一次中断。 

        //设置watchdog 为IRQ 中断模式 

        rINTMOD&=0xFFFFFDFF; 

        //开中断 

        EnableIrq(BIT_WDT); 

        while(f_ucSencondNo<11); 

       } 

6.3  看门狗中断服务程序 

     /****   watchdog_init  ****/ 

     void __irq watchdog_int(void) 

      { 

        //清除中断 

        ClearPending(BIT_WDT); 

        f_ucSencondNo++; 

        if(f_ucSencondNo<11) 

        Uart_Printf("%ds",f_ucSencondNo); 

        else 

        { 

          //mask watchdog timer interrupt 

          DisableIrq(BIT_WDT); 

          Uart_Printf("watch dog is okn"); 

        } 

     } 

7、实验过程 

     运行该程序后，将会在一段时间后自动产生一个复位信号，自动启动开发板。