9.ESP32 看门狗：保障系统稳定运行的重要机制_esp_task_wdt_init panic

ESP32 看门狗：保障系统稳定运行的重要机制

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导言：

在嵌入式系统开发中，系统稳定性是至关重要的。为了应对系统出现异常情况或者死锁等问题，ESP32提供了看门狗（Watchdog）机制。本文将深入探讨ESP32看门狗的工作原理、用途以及如何在ESP32开发中合理使用看门狗来确保系统的稳定运行。

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看门狗的工作原理

看门狗是一种硬件计时器，其工作原理类似于一个定时器。系统在正常运行时会周期性地喂狗（重置看门狗定时器），以表示系统正常运行。如果系统出现故障或者停止响应，看门狗定时器将超时，系统会执行预定义的故障处理程序，例如重启系统，从而使系统恢复到正常状态。

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ESP32 看门狗的功能

ESP32提供了丰富的功能来支持看门狗：

• 初始化：通过 esp_task_wdt_init() 函数进行初始化，可以设置超时时间和是否在超时时触发系统重启。
• 配置：通过esp_task_wdt_add(taskHandle);将看门狗监视添加到任务中
• 重置：通过 esp_task_wdt_reset() 函数定期重置看门狗定时器，以防止系统超时。

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实例演示

以下是一个简单的ESP32看门狗示例代码：

#include <Arduino.h>
#include "esp_task_wdt.h"

// 定义看门狗超时时间（单位：毫秒）
#define WDT_TIMEOUT 5000 // 5秒

// 定义任务句柄
TaskHandle_t taskHandle = NULL;

// 看门狗喂狗任务
void watchdogTask(void *pvParameters) {
    while (true) {
        // 喂狗
        esp_task_wdt_reset();
        // 任务....
        Serial.println(".....");
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    
    // 初始化看门狗定时器
    esp_task_wdt_init(WDT_TIMEOUT, true);

    // 创建任务
    xTaskCreate(watchdogTask, "Watchdog Task", 2048, NULL, 1, &taskHandle);
	
	//将看门狗加到任务
    esp_task_wdt_add(taskHandle);
	
}

void loop() {
    // 在主循环中可以执行其他任务
    
}

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经过我的一些测试和查询资料发现，如果使用esp_task_wdt_init(WDT_TIMEOUT, true);初始化了看门狗，就算不写esp_task_wdt_add(taskHandle);也是可以的FreeRTOS 中，默认情况下，任务创建时会自动加入看门狗的监视列表中，因此手动添加任务到看门狗监视列表并不是必需的。

并且在任务中esp_task_wdt_reset();也不是必须要写的，在FreeRTOS中，ESP32的任务默认会定期重置任务看门狗。这意味着，即使你没有在任务中显式调用 esp_task_wdt_reset() 函数，系统也会在每个任务的循环中自动重置任务看门狗

这里喂狗后阻塞两倍的超时时间，程序依然正常运行，可见，在arduino框架下底层已经帮我们重置了任务看门狗

以上两个特性是在Arduino框架下测试发现的，至于其他单片机和开发环境，可能不太相同

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API总结：

1. esp_task_wdt_init(uint32_t timeout, bool panic)：

   • 初始化看门狗定时器。
   • 参数timeout：超时时间，单位为毫秒。
   • 参数panic：如果设置为true，系统将在看门狗超时时重启，如果设置为false，则只是记录错误。

2. esp_task_wdt_deinit()：

   • 关闭并清除看门狗定时器。

3. esp_task_wdt_add(TaskHandle_t task)：

   • 将任务添加到看门狗定时器的监视列表中。如果任务在超时时间内没有被重置，看门狗将重置系统。
   • 参数task：要添加到看门狗监视列表的任务句柄。

4. esp_task_wdt_delete(TaskHandle_t task)：

   • 从看门狗定时器的监视列表中删除任务。
   • 参数task：要从看门狗监视列表中删除的任务句柄。

5. esp_task_wdt_reset()：

   • 重置看门狗定时器。在任务中定期调用此函数，以防止看门狗超时重置系统。

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结论

ESP32看门狗是确保嵌入式系统稳定运行的重要机制之一。通过合理配置和使用ESP32看门狗，可以及时发现系统异常并采取相应措施，提高系统的可靠性和稳定性。

在开发ESP32应用程序时，务必考虑看门狗的使用，并根据实际情况调整参数，以确保系统能够在各种异常情况下保持稳定运行。

参考文献：

• ESP32 官方文档
• FreeRTOS 官方文档