單芯片解決方案，開啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來(lái)前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來(lái)說(shuō)，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封裝版本，尺寸為12x12mm，其資源豐富，專為各種復(fù)雜工控場(chǎng)景設(shè)計(jì)。它擁有66個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、5個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN、1個(gè)USB2.0以及1個(gè)SDIO接口。如此豐富的外設(shè)資源，能夠輕松應(yīng)對(duì)工業(yè)控制中多樣化的連接需求，無(wú)論是與各類傳感器、執(zhí)行器的通信，還是對(duì)復(fù)雜工業(yè)協(xié)議的支持，都能游刃有余，成為復(fù)雜工控領(lǐng)域的理想選擇。 同系列還有QFN68封裝的W55MH32Q版本，該版本體積更小，僅為8x8mm，成本低，適合集成度高的網(wǎng)關(guān)模組等場(chǎng)景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請(qǐng)進(jìn)入網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評(píng)估芯片性能。

若您想獲取芯片和開發(fā)板的更多詳細(xì)信息，包括產(chǎn)品特性、技術(shù)參數(shù)以及價(jià)格等，歡迎訪問(wèn)官方網(wǎng)頁(yè)，我們期待與您共同探索W55MH32的無(wú)限可能。

第二十三章 IWDG——獨(dú)立看門狗

本章參考資料：《W55MH32參考手冊(cè)》IWDG章節(jié)。

學(xué)習(xí)本章時(shí)，配合《W55MH32參考手冊(cè)》IWDG章節(jié)一起閱讀，效果會(huì)更佳，特別是涉及到寄存器說(shuō)明的部分。

1 IWDG簡(jiǎn)介

W55MH32有兩個(gè)看門狗，一個(gè)是獨(dú)立看門狗另外一個(gè)是窗口看門狗，獨(dú)立看門狗號(hào)稱寵物狗，窗口看門狗號(hào)稱警犬，本章我們主要分析獨(dú)立看門狗的功能框圖和它的應(yīng)用。 獨(dú)立看門狗用通俗一點(diǎn)的話來(lái)解釋就是一個(gè)12位的遞減計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值從某個(gè)值一直減到0的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，即IWDG_RESET。 如果在計(jì)數(shù)沒(méi)減到0之前，刷新了計(jì)數(shù)器的值的話，那么就不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，這個(gè)動(dòng)作就是我們經(jīng)常說(shuō)的喂狗。看門狗功能由 VDD 電壓域供電， 在停止模式和待機(jī)模式下仍能工作。

2 IWDG功能框圖剖析

IWDG功能框圖如下：

2.1 獨(dú)立看門狗時(shí)鐘

獨(dú)立看門狗的時(shí)鐘由獨(dú)立的RC振蕩器LSI提供，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障它仍然有效，非常獨(dú)立。LSI的頻率一般在30~60KHZ之間， 根據(jù)溫度和工作場(chǎng)合會(huì)有一定的漂移，我們一般取40KHZ，所以獨(dú)立看門狗的定時(shí)時(shí)間并不一定非常精確，只適用于對(duì)時(shí)間精度要求比較低的場(chǎng)合。

2.2 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘

遞減計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘由LSI經(jīng)過(guò)一個(gè)8位的預(yù)分頻器得到，我們可以操作預(yù)分頻器寄存器IWDG_PR來(lái)設(shè)置分頻因子， 分頻因子可以是：[4,8,16,32,64,128,256,256]，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘CK_CNT= 40/ 4*2^PRV，一個(gè)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘計(jì)數(shù)器就減一。

2.3 計(jì)數(shù)器

獨(dú)立看門狗的計(jì)數(shù)器是一個(gè)12位的遞減計(jì)數(shù)器，最大值為0XFFF，當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào):IWDG_RESET， 讓程序重新啟動(dòng)運(yùn)行，如果在計(jì)數(shù)器減到0之前刷新了計(jì)數(shù)器的值的話，就不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，重新刷新計(jì)數(shù)器值的這個(gè)動(dòng)作我們俗稱喂狗。

2.4 重裝載寄存器

重裝載寄存器是一個(gè)12位的寄存器，里面裝著要刷新到計(jì)數(shù)器的值，這個(gè)值的大小決定著獨(dú)立看門狗的溢出時(shí)間。 超時(shí)時(shí)間Tout = (4*2^prv) / 40 * rlv (s) ，prv是預(yù)分頻器寄存器的值，rlv是重裝載寄存器的值。

2.5 鍵寄存器

鍵寄存器IWDG_KR可以說(shuō)是獨(dú)立看門狗的一個(gè)控制寄存器，主要有三種控制方式，往這個(gè)寄存器寫入下面三個(gè)不同的值有不同的效果。

通過(guò)寫往鍵寄存器寫0XCCC來(lái)啟動(dòng)看門狗是屬于軟件啟動(dòng)的方式，一旦獨(dú)立看門狗啟動(dòng)，它就關(guān)不掉，只有復(fù)位才能關(guān)掉。

2.6 狀態(tài)寄存器

狀態(tài)寄存器SR只有位0：PVU和位1：RVU有效，這兩位只能由硬件操作，軟件操作不了。RVU：看門狗計(jì)數(shù)器重裝載值更新， 硬件置1表示重裝載值的更新正在進(jìn)行中，更新完畢之后由硬件清0。PVU:看門狗預(yù)分頻值更新，硬件置’1’指示預(yù)分頻值的更新正在進(jìn)行中， 當(dāng)更新完成后，由硬件清0。所以只有當(dāng)RVU/PVU等于0的時(shí)候才可以更新重裝載寄存器/預(yù)分頻寄存器。

3 IWDG使用方法

獨(dú)立看門狗一般用來(lái)檢測(cè)和解決由程序引起的故障，比如一個(gè)程序正常運(yùn)行的時(shí)間是50ms， 在運(yùn)行完這個(gè)段程序之后緊接著進(jìn)行喂狗，我們?cè)O(shè)置獨(dú)立看門狗的定時(shí)溢出時(shí)間為60ms，比我們需要監(jiān)控的程序50ms多一點(diǎn)， 如果超過(guò)60ms還沒(méi)有喂狗，那就說(shuō)明我們監(jiān)控的程序出故障了，跑飛了，那么就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位，讓程序重新運(yùn)行。

4 IWDG復(fù)位測(cè)試實(shí)驗(yàn)

4.1 代碼解析

主要用于在 W55MH32 微控制器上實(shí)現(xiàn)看門狗定時(shí)器（IWDG）復(fù)位測(cè)試，并通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。下面為你詳細(xì)解釋代碼的各個(gè)部分：

1. 頭文件包含

#include 
#include 
#include 
#include "delay.h"
#include "w55mh32.h"

stdlib.h、string.h 和 stdio.h 是標(biāo)準(zhǔn) C 庫(kù)的頭文件，分別提供了通用工具、字符串處理和輸入輸出的函數(shù)。

delay.h 可能是自定義的頭文件，用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。

w55mh32.h 可能是與特定硬件（如 W55MH32 芯片）相關(guān)的頭文件。

2. 全局變量定義

USART_TypeDef *USART_TEST = USART1;

定義了一個(gè)指向 USART_TypeDef 類型的指針 USART_TEST，并將其初始化為 USART1，這意味著后續(xù)的串口操作將使用 USART1。

3. 函數(shù)聲明

void    UART_Configuration(uint32_t bound);
uint8_t GetCmd(void);

UART_Configuration()函數(shù)用于配置串口，參數(shù) bound 表示波特率。

GetCmd()函數(shù)用于從串口接收數(shù)據(jù)。

4. main()函數(shù)

int main(void)
{
    RCC_ClocksTypeDef clocks;

    delay_init();
    UART_Configuration(115200);
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);

    printf("n");
    printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);

    printf("IWDG Reset Test.n");
    printf("Please Input 'r', Feed Dogn");

    IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
    IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_64);
    IWDG_SetReload(0x7FF);
    IWDG_ReloadCounter();
    IWDG_Enable();

    while (1)
    {
        if (GetCmd() == 'r')
        {
            IWDG_ReloadCounter();
            printf("Feed Dog Successn");
        }
    }
}

初始化部分：

delay_init() 初始化延時(shí)函數(shù)。

UART_Configuration(115200) 以 115200 的波特率配置串口。

RCC_GetClocksFreq(&clocks) 獲取系統(tǒng)時(shí)鐘頻率信息。

打印信息：

打印系統(tǒng)時(shí)鐘頻率信息。

提示進(jìn)行看門狗定時(shí)器復(fù)位測(cè)試，并告知用戶輸入 r 來(lái)喂狗。

看門狗定時(shí)器配置：

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable) 使能對(duì)看門狗定時(shí)器的寫訪問(wèn)。

IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_64) 設(shè)置看門狗定時(shí)器的預(yù)分頻器為 64。

IWDG_SetReload(0x7FF) 設(shè)置看門狗定時(shí)器的重裝載值為 0x7FF。

IWDG_ReloadCounter() 重載看門狗定時(shí)器計(jì)數(shù)器。

IWDG_Enable() 使能看門狗定時(shí)器。

主循環(huán)：

不斷調(diào)用 GetCmd() 函數(shù)獲取串口輸入。

如果輸入為 r，則調(diào)用 IWDG_ReloadCounter() 喂狗，并打印 “Feed Dog Success”。

5. UART_Configuration()函數(shù)

void UART_Configuration(uint32_t bound)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    USART_InitStructure.USART_BaudRate            = bound;
    USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART_TEST, &USART_InitStructure);
    USART_Cmd(USART_TEST, ENABLE);
}

使能 USART1 和 GPIOA 的時(shí)鐘。

配置 GPIOA 的引腳 9 為復(fù)用推挽輸出，用于 USART1 的發(fā)送；引腳 10 為浮空輸入，用于 USART1 的接收。

配置 USART1 的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)。

初始化 USART1 并使能。

6.GetCmd()函數(shù)

uint8_t GetCmd(void)
{
    uint8_t tmp = 0;

    if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE))
    {
        tmp = USART_ReceiveData(USART1);
    }
    return tmp;
}

檢查 USART1 的接收緩沖區(qū)非空標(biāo)志位 USART_FLAG_RXNE。

如果標(biāo)志位被置位，說(shuō)明有數(shù)據(jù)到達(dá)，從 USART1 接收數(shù)據(jù)并返回。

7. SER_PutChar()函數(shù)

int SER_PutChar(int ch)
{
    while (!USART_GetFlagStatus(USART_TEST, USART_FLAG_TC));
    USART_SendData(USART_TEST, (uint8_t)ch);

    return ch;
}

等待 USART1 的發(fā)送完成標(biāo)志位 USART_FLAG_TC 被置位。

發(fā)送字符 ch 到 USART1。

8. fputc()函數(shù)

int fputc(int c, FILE *f)
{
    /* Place your implementation of fputc here */
    /* e.g. write a character to the USART */
    if (c == 'n')
    {
        SER_PutChar('r');
    }
    return (SER_PutChar(c));
}

重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù) fputc()，使其通過(guò)串口發(fā)送數(shù)據(jù)。

如果要發(fā)送的字符是換行符 n，則先發(fā)送回車符 r。

4.2 下載驗(yàn)證

這段代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的看門狗定時(shí)器復(fù)位測(cè)試程序，通過(guò)串口與用戶交互，用戶可以輸入 r 來(lái)喂狗，避免看門狗定時(shí)器超時(shí)復(fù)位。

WIZnet 是一家無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司，成立于 1998 年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP 卸載引擎）技術(shù)，基于獨(dú)特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU? 面向各種應(yīng)用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

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