STM32在线调试、看门狗、跑飞调试

只看该作者 · 2023-1-31 20:41

调试准备

1. STM32的调试模式

对于STM32的CPU，支持调试模式，即CPU可以被暂停，用户可以在CPU暂停后查看寄存器或变量的状态。

2. 在线调试工具

由于版权问题，JLink调试工具渐渐淡出，现在大部分使用ST-Link，它与JTAG调试方式兼容，虽然JTAG要比ST-Link快，但是JTAG要用到多个引脚，ST-link只需要3根线。

3. 调试准备

首先插上ST-Link后，需要正确安装驱动，然后在设备管理器可以看到ST-Link。驱动安装好后，需要设置IDE工具，在MDK的魔术棒即option for project中的Debug选项中，要选择ST-Link，然后点击setting，这个时候如果能看到ST-Link版本等信息，说明ST-Link没问题，这个时候，还需要选择ort为SW表示用st-link，频率选择4MHz。

只看该作者 · 2023-1-31 20:45

要在Utilities 选项卡里面设置下载时的目标编程器，直接勾选Use Debug Driver，选择ST_LINK V2.1 来给目标器件的FLASH
编程，

只看该作者 · 2023-1-31 20:45

然后点击Settings，进入FLASH 算法设置，

只看该作者 · 2023-1-31 20:47

这里MDK5 会根据新建工程时选择的目标器件，自动设置flash 算法。一般Programming Algorithm 里面默认会有相应处理器型号的算法。另外，如果这里没有flash 算法，可以点击Add 按钮，自行添加即可。最后，选中Reset and Run 选项，以实现在编程后自动运行，如果在MDK软件包安装完后，没有正确安装了对应处理器的pack包，这里的Programming Algorithm中可能会找不到对应处理器型号。

只看该作者 · 2023-1-31 20:49

上述设置完后，确定后，选择run to main，这样调试模式开始后，就会跳到main函数，相应设置如下：

只看该作者 · 2023-1-31 20:50

、基本调试选项

1. 开始调试

一般IDE开发工具上都有start/stop调试按钮，点击后进入调试模式。

只看该作者 · 2023-1-31 20:51

只看该作者 · 2023-1-31 20:52

Call Stack 窗口

进入调试模式后，一般会显示出堆栈窗口(如果没有出来可以在view视图中打开)，在这个窗口里面可以看到函数的调用关系和入口地址，以及局部变量的值，下图就是一个例子：

图中可见，首先是main函数调用了LED_Init函数，然后在LED_Init函数中调用了HAL_GPIO_WritePin函数，另外在ED_Init函数中，可以看到类似Pin等局部变量的值(Location/Value列)，当我们调试时，选择一行一行地运行，就会观察到这些值在变化。

只看该作者 · 2023-1-31 20:56

Watch窗口

这个窗口也可以在View->watch 打开，可以选择watch1或watch2。用于查看特定函数入口地址和变量值。当我们要查看特定变量值的时候，可以直接把变量加入到watch窗口中查看值。

方法是，选中变量或函数，右键选择add 变量或函数to watch1或watch2.

只看该作者 · 2023-1-31 20:56

代码优化

编译器会根据设置对程序进行优化，优化后的程序，调试时可能看不到实际值，比如下会显示not in scope：

原因在于编译器已经对该变量进行过优化，有可能会直接从缓存中取的，因此调试时最好不要打开优化选项，这样编译器会重新编译所有文件函数，如果优化打开，有可能就会只编译使用到的函数，并且某些变量有可能不是最新的值。设置编译优化方法如下(设置为leve0即可)：

只看该作者 · 2023-1-31 20:57

查看外设寄存器的值Peripherals

在调试的时候，有可能需要查看控制的外设寄出去是否为预期控制值，可以通过Peripherals查看。

只看该作者 · 2023-1-31 20:59

基于多任务的调试

目前为止对多任务调试的理解，原先以为单CPU多任务会受到操作系统比如UCOSII的调度影响，无法进行单步调试。然而通过实验发现，在某一个UcosII的任务中打个断点，然后再全速运行，然后会调试到断点处，此时可进行此任务的单步调试，其他任务类似。

如果要查看其他任务修改的全局变量，也可以通过watch窗口查看，在调试本任务时，其他任务也在运行。

只看该作者 · 2023-1-31 21:01

高级调试方法

1. 查看代码段运行时间，比如如下代码：

调试时，点击一行一行的运行，然后查看MDK最右下角

处就可以知道时间。用当前值减去前面一行运行时的时间就是这段代码运行时间。

只看该作者 · 2023-1-31 21:11

为了计算准确，调试前得先设置调试时钟频率，也就是STM32运行时的频率，对于STM32F411系列来说，填96MHz即可。并且勾选上Trace Enabl。这个设置框在MDK魔术棒->Debug->Setting->Trace处设置。

只看该作者 · 2023-1-31 21:14

查看内存地址数据的方法

比如查看一个数组所有元素的数据，我们可以用watch查看，但是如果数组元素非常多，就需要用到Memory窗口查看。我们可以先用Watch查看到数组的首地址，然后把数组首地址输入到Memory窗口就可以看到后面连续内存的值，即所有数组元素的值为05 04 03... 如下图：

Memory也在View视图选项中打开。

只看该作者 · 2023-1-31 21:15

查看中断执行时间和次数

有时候需要调试中断的时候，可以打开这个窗口，这个窗口在下图中可以打开。

打开后就会在MDK的右下角弹出Trace Exceptions窗口，当发生外部中断后，比如按键按下，就会执行多次外部中断，详见下图中的EXTI2和EXTI3，其中Count就是执行次数，也可以查看到中断服务函数大致执行时间。由此可见，按键按下会产生多次按键中断，但是我们只需要一次，所以需要防抖。