LPC1769 - Watchdog

W tym poście chciałbym opisać licznik watchdog.

[Źródło: https://www.embeddedartists.com/products/lpcxpresso1769/]

Rejestry watchdoga:

Można wyróżnić następujące rejestry:

• WDMOD - tryb pracy oraz status watchdoga
• WDTC - wartość do jakiej licznik musi odliczać.
• WDFEED - Przeładowanie licznika do wartości początkowej.
• WDTV - Aktualna wartość licznika;
• WDCLKSEL - Źródło zegara;

Dokładne informacje o każdym z rejestrów można znaleźć tutaj.

Gdy korzystamy z gotowych bibliotek lista dostępnych funkcji jest następująca:

1. void WDT_Init (uint32_t ClkSrc, uint32_t WDTMode);
2. void WDT_Start(uint32_t TimeOut);
3. void WDT_Feed (void);
4. FlagStatus WDT_ReadTimeOutFlag (void);
5. void WDT_ClrTimeOutFlag (void);
6. void WDT_UpdateTimeOut ( uint32_t TimeOut);
7. uint32_t WDT_GetCurrentCount(void);

Wykaz flag:

1. /************************** WDT Control **************************/
2. #define WDT_WDMOD_WDEN              ((uint32_t)(1<<0))  /** WDT interrupt enable bit */
3. #define WDT_WDMOD_WDRESET           ((uint32_t)(1<<1))  /** WDT interrupt enable bit */
4. #define WDT_WDMOD_WDTOF             ((uint32_t)(1<<2))  /** WDT time out flag bit */
5. #define WDT_WDMOD_WDINT             ((uint32_t)(1<<3))  /** WDT Time Out flag bit */
6. #define WDT_WDMOD(n)                ((uint32_t)(1<<n))  /** WDT Mode */
7.  
8. /**************************** PRIVATE TYPES ***************************/
9. #define WDT_US_INDEX    ((uint32_t)(1000000))       /** Define divider index for microsecond ( us ) */
10. #define WDT_TIMEOUT_MIN ((uint32_t)(0xFF))          /** WDT Time out minimum value */
11. #define WDT_TIMEOUT_MAX ((uint32_t)(0xFFFFFFFF))    /** WDT Time out maximum value */
12.  
13. /**************************** GLOBAL/PUBLIC TYPES ***************************/
14. #define WDT_WDMOD_MASK          (uint8_t)(0x02)         /** Watchdog mode register mask */
15. #define WDT_WDTC_MASK           (uint8_t)(0xFFFFFFFF)   /** Watchdog timer constant register mask */
16. #define WDT_WDFEED_MASK         (uint8_t)(0x000000FF)   /** Watchdog feed sequence register mask */
17. #define WDT_WDCLKSEL_MASK       (uint8_t)(0x03)         /** Watchdog timer value register mask */
18. #define WDT_WDCLKSEL_RC         (uint8_t)(0x00)         /** Clock selected from internal RC */
19. #define WDT_WDCLKSEL_PCLK       (uint8_t)(0x01)         /** Clock selected from PCLK */
20. #define WDT_WDCLKSEL_RTC        (uint8_t)(0x02)         /** Clock selected from external RTC */

Dostępne opcje wyboru trybów:

1. /** @brief Clock source option for WDT */
2. typedef enum {
3.     WDT_CLKSRC_IRC = 0, /*!< Clock source from Internal RC oscillator */
4.     WDT_CLKSRC_PCLK = 1, /*!< Selects the APB peripheral clock (PCLK) */
5.     WDT_CLKSRC_RTC = 2 /*!< Selects the RTC oscillator */
6. } WDT_CLK_OPT;
7. #define PARAM_WDT_CLK_OPT(OPTION)  ((OPTION ==WDT_CLKSRC_IRC)||(OPTION ==WDT_CLKSRC_IRC)||(OPTION ==WDT_CLKSRC_IRC))
8. /** @brief WDT operation mode */
9. typedef enum {
10.     WDT_MODE_INT_ONLY = 0, /*!< Use WDT to generate interrupt only */
11.     WDT_MODE_RESET = 1    /*!< Use WDT to generate interrupt and reset MCU */
12. } WDT_MODE_OPT;
13. #define PARAM_WDT_MODE_OPT(OPTION)  ((OPTION ==WDT_MODE_INT_ONLY)||(OPTION ==WDT_MODE_RESET))

Watchdog może pobierać zegar z trzech źródeł, oscylator RC, RTC albo z APB (ang. Advanced Peripheral Bus. Może on także działać w dwóch trybach jeden z nich wywołuje przerwanie, drugi dodatkowo resetuje układ.

Poniżej przykładowe funkcje:

Inicjalizacja watchdoga:

1. //WDT_Init_Start(WDT_CLKSRC_IRC, WDT_MODE_RESET, 6000000);
2.  
3. //Z stabdardowymi bibliotekami
4. void WDT_Init_Start(WDT_CLK_OPT wdt_clk_src, WDT_MODE_OPT wdt_mode, uint32_t wdt_time)
5. {
6.     WDT_Init(wdt_clk_src, wdt_mode);
7.     WDT_Start(wdt_time);
8. }
9.  
10. //Bez standardowych bibliotek
11. void WDT_Init_Start(WDT_CLK_OPT wdt_clk_src, WDT_MODE_OPT wdt_mode, uint32_t wdt_time)
12. {
13.     CLKPWR_SetPCLKDiv (CLKPWR_PCLKSEL_WDT, CLKPWR_PCLKSEL_CCLK_DIV_4);
14.  
15.     LPC_WDT->WDCLKSEL &= ~WDT_WDCLKSEL_MASK;
16.     LPC_WDT->WDCLKSEL |= ClkSrc;
17.     if (WDTMode == WDT_MODE_RESET){ LPC_WDT->WDMOD |= WDT_WDMOD(WDTMode); }
18.  
19.     uint32_t ClkSrc;
20.     ClkSrc = LPC_WDT->WDCLKSEL;
21.     ClkSrc &=WDT_WDCLKSEL_MASK;
22.     WDT_SetTimeOut(ClkSrc,TimeOut);
23.     LPC_WDT->WDMOD |= WDT_WDMOD_WDEN;
24.    
25.     __disable_irq();
26.     LPC_WDT->WDFEED = 0xAA;
27.     LPC_WDT->WDFEED = 0x55;
28.     __enable_irq();
29. }

Aktualizacja licznika:

1. void WDT_FeedTimer(void)
2. {
3.     __disable_irq();
4.     LPC_WDT->WDFEED = 0xAA;
5.     LPC_WDT->WDFEED = 0x55;
6.     __enable_irq();
7. }

Do rejestru WDFEED należy wpisać wartość 0xAA a następnie 0x55. W celu przeładowania wartości.

Ta operacja powoduje także uruchomienie watchdoga.

Dodatkowo w przypadku wygenerowania resetu układu warto zweryfikować co wyzwoliło przerwanie. 

1. FlagStatus WDT_ReadTimeOutFlag (void)
2. {
3.     return ((LPC_WDT->WDMOD & WDT_WDMOD_WDTOF)>>2);
4. }
5.  
6. void WDT_ClrTimeOutFlag (void)
7. {
8.     LPC_WDT->WDMOD &=~WDT_WDMOD_WDTOF;
9. }
10. /////////////////////////////////////////////////////////
11. if(WDT_ReadTimeOutFlag() != 0) //Reset wywołany z WDT
12. {
13.     WDT_ClrTimeOutFlag();
14.     //Wyświetl informację, mrugnij diodą itp itd.
15. }

W tym celu można skorzystać z funkcji, która odczytuje informację z rejestru WDMOD. Jeśli reset był wywołany z watchdoga to bit w tym rejestrze jest ustawiony. Następnie należy go wyczyścić.

Za pomocą WDT można także wygenerować restart. W tym celu wystarczy stworzyć funkcję która przerwie normalne wykonywanie programu i wejdzie w pętlę nieskończoną:

1. void WDT_Resart(unsigned int _time)
2. {
3.     WDT_Init(WDT_CLKSRC_IRC, WDT_MODE_RESET);
4.     WDT_Start(_time);
5.     while(1);
6. }
7.  
8. void WDT_Restart_Quick(void)
9. {
10.     WDT_Init(WDT_CLKSRC_IRC, WDT_MODE_RESET);
11.     WDT_Start(1);
12.     while(1);
13. }

Jeśli zachodzi konieczność debugowania programu, to należy wyłączyć watchdoga na ten czas. Pozwoli to na bardziej efektywne testowanie urządzenia. Bez niepotrzebnych resetów. Można to wykonać np. przez stosowanie rejestrów preprocesora:

1. #define ENABLE_WATCHDOG
2.  
3. #ifndef ENABLE_WATCHDOG
4. //Kod do incjalizacji WDT
5. #endif

Można też włączyć WDT tak aby generował tylko przerwanie bez resetu. Pozwoli to na ustalenie kiedy nastąpiło przepełnienie timera bez konieczności resetu LPC.

W trybach uśpienia wygenerowanie przerwania od WDT wybudzi urządzenie z tego trybu.

1. void WDT_IRQHandler(void)
2. {
3.     WDT_ClrTimeOutFlag();
4. }