本章，将学习看门狗，基于定时器功能，如何用定时器模拟看门狗功能。
本章分为如下几个小节：
16.1 看门狗简介
16.2 硬件设计
16.3 程序设计
16.4 下载验证
16.1 看门狗简介
MCU 可能工作在一些复杂环境，可能受到某些电磁干扰出现程序跑飞，导致死循环无法继续执行工作，看门狗的作用就是为了避免这种情况。看门狗的本质也是一个定时器，在程序启动后，需要在一定的时间内再给它一个信号，俗称“喂狗”。如果没有按时“喂狗”，说明系统或软件出现了不可预知的问题(比如软件卡在某个循环或逾期事件中)，这时看门狗就向系统发送个复位信号，使整个系统重启，重新进入正常的工作状态。看门狗有助于检测、处理系统或软件的错误行为。
ESP32-S3中有三个数字看门狗定时器、 1个模拟看门狗定时器和一个 XTAL32K看门狗定时
器，他们在各自有特定条件运行。本实验主要用是通用定时器模拟看门狗功能。
本实验用到的函数跟第十四章 ESPTIMER 实验用到的函数是一致的。
16.2 硬件设计
16.2.1 例程功能
程序运行后，开发板板载的 LED 因不停的复位而闪烁，但如果按下 BOOT 按键进行喂狗，那么就不会产生复位， LED也就保持常亮，一旦超过看门狗的溢出时间（Tout=1000毫秒）没有按下 BOOT 按键进行喂狗，那么就会进行复位， LED 也就会熄灭一次。
16.2.2 硬件资源
1. LED
LED - IO1
2. 按键
BOOT - IO0
3. ESPTIMER
16.2.3 原理图
本章实验使用的定时器为 ESP32-S3 的片上资源，因此并没有相应的连接原理图。
16.3 程序设计
16.3.1 程序流程图
本实验的程序流程图：
图 16.3.1.1 WATCH_DOG 实验程序流程图
16.3.2 WATCH_DOG 函数解析
本实验用到的函数跟第十四章 ESPTIMER 实验使用的定时器是一致的，在此不作出赘述，请读者们参考第十四章的内容。
16.3.3 WATCH_DOG 驱动解析
在 IDF 版的 07_wdt 例程中，在 07_wdt \components\BSP 路径下新增了一个 WDT 文件夹，用于存放 wdt.c 和 wdt.h 这两个文件。其中， wdt.h 文件负责声明 WDT 相关的函数和变量，而 wdt.c 文件则实现了 WDT 的驱动代码。
（1）wdt.h
/* 参数定义 */
#define TWDT_TIMEOUT_MS 3000
#define TASK_RESET_PERIOD_MS 2000
#define MAIN_DELAY_MS 10000
/* 函数声明 */
void wdt_init(uint16_t arr, uint64_t tps); /* 初始化独立看门狗 */
void restart_timer(uint64_t timeout); /* */
void IRAM_ATTR wdt_isr_handler(void *arg);（2）wdt.c
esp_timer_handle_t esp_tim_handle; /* 定时器回调函数句柄 */
/**
* @brief 初始化任务看门狗计时器
* @param arr: 自动重装载值
* tps: 定时器周期
*/
void wdt_init(uint16_t arr, uint64_t tps)
{
/* 定义一个定时器结构体 */
esp_timer_create_args_t tim_periodic_arg = {
.callback = &wdt_isr_handler, /* 设置回调函数 */
.arg = NULL, /* 不携带参数 */
};
/* 创建定时器事件 */
esp_timer_create(&tim_periodic_arg, &esp_tim_handle); /* 创建一个事件 */
esp_timer_start_periodic(esp_tim_handle, tps); /* 每周期内触发一次 */
}
/**
* @brief 重新启动当前运行的计时器
* @param timeout: 定时器超时时间，该超时时间以微妙作为基本计算单位，故而设置超时时间为1s，则需要转换为微妙（μs），即timeout = 1s = 1000000μs
* @retval 无
*/
void restart_timer(uint64_t timeout)
{
esp_timer_restart(esp_tim_handle, timeout); /* 重新启动当前运行的计时器，用以模拟喂狗过程 */
}
/**
* @brief 看门狗回调函数
* @param arg: 无参数传入
* @retval 无
*/
void IRAM_ATTR wdt_isr_handler(void *arg)
{
esp_restart(); /* 若没有及时进行喂狗，那么芯片将一直进行复位 */
} WDT 的初始化函数中调用了看门狗回调函数，用以模拟当定时器溢出时产生的复位现象。同时，我们在 restart_timer()函数中调用了 esp_timer_restart()。该函数的主要作用在于：当函数在调用时重新启动当前所运行的定时器，用以模拟喂狗过程。对于该函数而言，我们假设给定的计时器为一次性计时器，那么计时器将立即重启，并在 timeout_us 微秒内超时一次。当假设给定的计时器为周期性计时器，那么立即以新的 timeout_us 微秒周期重新启动计时器。
另外，在 wdt_isr_handler()中调用了 esp_restart()。该函数的主要作用在于将芯片复位，用以模拟程序在没有“喂狗”的情况下跑飞。此函数既可以从 PRO 中调用，也可以从 APPCPU 调用。成功重启后， CPU 重置原因将为 SW_CPU_reset。外设如 Wi-Fi、 BT、 UART0、 SPI1 和传统定时器除外）不会重置。此函数不会返回。
esp_restart()函数执行流程：
图 16.3.2.1 esp_restart()函数执行流程图
硬件复位流程：
1）关闭外设：
- 禁用所有中断
- 关闭WiFi/BT射频
- 停止所有外设时钟
2）内存清理：
- 刷新缓存
- 重置内存控制器
- 保留RTC内存内容
3）复位触发：
4）启动流程：
- CPU从复位向量(0x40000080)开始执行
- 执行二级引导程序
- 重新初始化硬件
- 跳转到用户代码入口
16.3.4 CMakeLists.txt 文件
打开本实验 BSP 下的 CMakeLists.txt 文件，其内容如下所示：
set(src_dirs
KEY
LED
WDT)
set(include_dirs
KEY
LED
WDT)
set(requires
driver
esp_timer)
idf_component_register(SRC_DIRS ${src_dirs} INCLUDE_DIRS ${include_dirs} REQUIRES ${requires})
component_compile_options(-ffast-math -O3 -Wno-error=format=-Wno-format)16.3.5 实验应用代码
打开 main/main.c 文件，该文件定义了工程入口函数，名为 app_main。该函数代码如下。
/**
* @brief 程序入口
* @param 无
* @retval 无
*/
void app_main(void)
{
esp_err_t rets;
rets = nvs_flash_init(); /* 初始化NVS */
if (rets == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || rets == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)
{
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
rets = nvs_flash_init();
}
led_init(); /* 初始化LED */
key_init(); /* 初始化按键 */
wdt_init(5000, 1000000); /* 初始化定时器 */
LED(0); /* LED灯常亮 */
while (1)
{
if (key_scan(0) == BOOT_PRES) /* 如果BOOT按下则喂狗 */
{
restart_timer(1000000); /* 喂狗 */
}
vTaskDelay(10); /* LED闪烁 */
}
} 可以看到应用代码中， LED 初始化后， LED 会处于常亮状态，随后初始化 WDT 模拟定时
器溢出过程，会看见 LED 在不断闪烁，此时的 ESP32-S3 芯片处于一直复位状态。接着在 while
循环中重复判断 BOOT 按键是否被按下，若按下则进行“喂狗”操作，若在 WDT 溢出前都为
按下 BOOT 按键， 那么就不会产生复位， LED 也就保持常亮。
16.4 下载验证
在完成编译和烧录操作后，可以看到板子上的 LED 每间隔一段时间（大约 1 秒）就闪烁一
次，这是因为 WDT 不断地对芯片进行复位。接下来若以时间间隔小于 1 秒（大约）的速度频繁
地按下 BOOT 按键，则可以在芯片复位前及时“喂狗”，具体的现象为 LED 常亮。