模拟看门狗如何实现？
时间：2020-10-25 15:56:38
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[导读]对于看门狗大家或许不陌生，但对于模拟看门狗有的朋友可能就不甚了解了。本文来聊聊模拟看门狗，旨在梳理相应的概念，理解模拟看门狗原理、与常规看门狗的异同点，以及工程应用价值。
啥是看门狗？
上面大致介绍了常见的独立看门狗的功能及工作流程。那么STM32芯片的模拟看门狗是又怎么回事呢？跟上面提到的独立看门狗有关系吗？它是怎么工作的？
模拟看门狗
如果说没有这个模拟看门狗，而我们又需要对模拟输入信号幅度做实时监测，往往会有两方面的方案。其一，我们通过软件方式，对ADC采样值进行代码轮询。显然，这会大大增加CPU的负荷，而且实时性也难以保证。其二，我们可以考虑额外设计硬件监控电路。比方，将模拟输入外接两个比较器，将模拟信号与外部产生的上下边界比较阈值进行比较（如下图），从而产生中断信号给单片机也能实现类似的实时功能需求。
模拟看门狗在哪里？
有啥工程应用价值？
供电电源超界检测。在产品开发中，常常需要实现较为智能的电源诊断。在一个产品的关键功能链中，电源是否异常往往需要格外关注。通常需要相应的诊断检测电路，以检测设备电源电压是否超出限定值，如超出限定值需做出诊断报警。这在工业产品、汽车电子、医疗器械中都有明确强制要求。
实现控制环路fail-safe模式。比如一个控制系统根据采集到的传感器信号来控制阀门的开度，以实现流量控制。或者一个速度控制系统，如果传感器信号异常，需要马上将设备置于功能安全状态，以避免造成经济损失或者带来人身伤害。还比如一个电机转速控制系统，如果电流传感器值超限，需要马上让电机停机等。
其实，需要做模拟监测的场合还很多，这里不多做列举。
代码怎么写呢？
static void ADC_Config(void){ ADC_ChannelConfTypeDef sConfig; ADC_AnalogWDGConfTypeDef AnalogWDGConfig;/* 初始化 */AdcHandle.Instance = ADCx;AdcHandle.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; /* 异步时钟模式,时钟不分频 */AdcHandle.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; /* 12位 */AdcHandle.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; /* 右对齐模式 */AdcHandle.Init.ScanConvMode = DISABLE; /* Sequencerdisabled (ADC conversion on only 1 channel: channel set on rank 1) */AdcHandle.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; /* EOC标志指示转换结束 */AdcHandle.Init.LowPowerAutoWait = DISABLE; /* 自动延迟转换功能禁用 */AdcHandle.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; /* 禁用连续模式，单次模式 */AdcHandle.Init.NbrOfConversion = 1;AdcHandle.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;AdcHandle.Init.NbrOfDiscConversion = 1;AdcHandle.Init.ExternalTrigConv = ADC_EXTERNALTRIG_T3_TRGO; /* Timer 3 触发 */AdcHandle.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_RISING; /* 软件触发 */AdcHandle.Init.DMAContinuousRequests = ENABLE; /* DMA 循环模式使能 */AdcHandle.Init.Overrun = ADC_OVR_DATA_OVERWRITTEN; /* 如溢出DR寄存器将被最后的转换结果覆盖 */AdcHandle.Init.OversamplingMode = DISABLE; /* 禁用过采样 */if (HAL_ADC_Init(&AdcHandle) != HAL_OK){/* 初始化错误处理 */Error_Handler();}/* 如ADC转换超出所设模拟看门狗窗口，则考虑到IT在每次ADC转换后发生，*//* 请选择足够长的采样时间和ADC时钟，以免在IRQHandler中产生开销。*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5; /* 通道选择 */sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; /* Rank 选择 */sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_6CYCLES_5; /* 采样时间 */sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED; /* 单端输入模式 */sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE; /* 无偏移 */sConfig.Offset = 0; /* 偏移禁用，该值无用 */if (HAL_ADC_ConfigChannel(&AdcHandle, &sConfig) != HAL_OK){/* 通道配置错误处理 */Error_Handler();}/* 设置模拟看门狗阈值 *//* Analog watchdog 1 模拟看门狗配置 */AnalogWDGConfig.WatchdogNumber = ADC_ANALOGWATCHDOG_1;AnalogWDGConfig.WatchdogMode = ADC_ANALOGWATCHDOG_ALL_REG;AnalogWDGConfig.Channel = ADCx_CHANNELa;AnalogWDGConfig.ITMode = ENABLE;AnalogWDGConfig.HighThreshold = (RANGE_12BITS * 5/8);AnalogWDGConfig.LowThreshold = (RANGE_12BITS * 1/8);if (HAL_ADC_AnalogWDGConfig(&AdcHandle, &AnalogWDGConfig) != HAL_OK){/* 配置错误处理 */Error_Handler();}}void HAL_ADC_LevelOutOfWindowCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){/* 看门狗错误处理,这里可以实现fail-safe需求*//* 1.比如关闭关键电路 *//* 2.设置报警标志 *//* 3.代码尽可能运行短 */.....ubAnalogWatchdogStatus = SET;}#define ADCCONVERTEDVALUES_BUFFER_SIZE 256 /* 数组aADCxConvertedValues[]大小 *//* ADC转换结果 */static __IO uint16_t aADCxConvertedValues[ADCCONVERTEDVALUES_BUFFER_SIZE];static void start_adc(void){/* 启动ADC以DMA模式运行 */if (HAL_ADC_Start_DMA(&AdcHandle,(uint32_t *)aADCxConvertedValues,ADCCONVERTEDVALUES_BUFFER_SIZE) != HAL_OK){/* 启动错误处理 */Error_Handler();}}
总结
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