1. 前言
在嵌入式项目中，我们经常会碰到各种各样的异常和故障，比如客户说，某个问题可能需要一天，一周，甚至以月为周期才能复现一次问题。诸如此类问题，着实令工程师苦恼，因为很难去捕获信息来分析和复现问题，这里给大家分享一些我的经验和技巧。
2. 方法
我们都知道调试是非常高效的分析手段，相信大家对断点（breakpoint）并不陌生，事实上，断点还可以设置条件的，当条件满足时再触发断点，这对于分析疑难杂症非常有用。
接下来我将介绍如何在 STM32CubeIDE 中使用条件断点，以及如何使用观察点。
2.1. 断点/breakpoint
断点就是当程序到达某个点时，断点可使程序暂停运行。
我们在调试界面先设置一个断点，鼠标右击该断点进入断点的属性界面，如下图所示
图1. 断点的属性
为了演示，我在断点的属性界面中，为断点增加了一则条件：(*(int *) 0x42020414 == 0x01)&&(hspi1.Init.NSSPMode == 0x40000000)。
此处的“0x42020414”就是 GPIOB 的 ODR 寄存器的地址， “0x40000000”就是
“SPI_NSS_PULSE_ENABLE”的宏定义，所以该条件的含义是：当 PB0 输出高电平时，并且SPI1 的 NSSPMode=SPI_NSS_PULSE_ENABLE 时，触发该断点，如下图所示。
图2. 设置断点的条件
如此一来，我们在调试的时候，就能看到，当且仅当上述条件满足时，程序才会停留在该断点上，如下图所示：
图3. 设置断点的条件
2.2. 观察点/watchpoint
与条件断点稍微不同，观察点也是一种特殊的断点，当表达式的值发生变化时，它会使程序暂停运行。那么如何设置观察点呢？
还是在调试界面，首先我们在 outline 界面，或者将变量添加到Variables / Expression / LiveExpression 界面，然后找到该变量，右击选择“Toggle Watchpoint”，如下图所示。
图4. 添加观察点
在之后出现的界面中，设置观察点的属性。为了演示，我这里设置了这样的条件：当 ret 变量被写入的时候，并且 ret 的值不等于 2 的时候，观察点生效，如下图所示。大家还可以根据需要，勾选上“Read”选项，就可以设置变量在被读的时候是否生效，非常的方便实用。
图5. 设置观察点的属性
添加的 watchpoint 也会放置在 breakpoint 界面中，这里可以看到所有的断点，如下图所示：
图6. 修改 APP 工程的中断向量表偏移值
然后在程序中，当全局变量 ret 的值被修改，且值不等于 2 的时候，观测点会生效，直接暂停住程序。注意这里没有设置断点。如下图所示：
图7. APP 工程的主循环
3. 小结
这些方法在调试疑难杂症时是非常有用的，但是弊端在于，必须连接仿真器进入调试模式。
在 Cortex-M3 以及更高级的内核 (如 M4，M33，M7 等) 中，对于不连接调试器的场景，我们还可以利用 SWV，以及 DWT 等调试单元来提前预埋监控程序，实现对内存/变量，以及函数的监控和调试。如“LAT1256 使用 STM32 的 DWT 单元监控内存”提供了类似的调试方法的说明。
同样，我们还可以通过 STM32CubeMonitor 来实现非侵入式的监控。
对于疑难杂症，我们的方法是非常多的，大家可以选择合适的方式来分析问题。
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