STM32F0非对齐访问引起的硬件错误及其排除

怼烎@ 2022-07-13 14:30 135阅读 0赞

前段时间在用STM32L0芯片时遇到一个硬件错误，主要是内存的非对齐访问导致的。

注：CM3内核支持非对齐访问，而CM0不支持非对齐访问。

先科普一下，什么是非对齐访问

![Center][]

如上图所示，若要访问的变量是int、float、u32类型的（占4字节），则这些变量在内存中，只能以图中0、4、8为起始地址；

若要访问的变量是u16类型的(占2字节)，则这些变量在内存中，只能以0、2、4、6、8、10为起始地址；

如上图所示，像\*（u16 \* ）0x20000001这样读取数据的话，在CM0内核的芯片上就会直接进hardfault。

故事是这样的，我用了两片595来驱动数码管，用SPI方式。我想，反正一片595就是一个8位的移位寄存器，每次发送一个u8类型的数据要发送两次，我干嘛不把两个595当成一个16位的移位寄存器，发一个u16类型的数据就好了。所以我就把SPI初始化成这样：

hspi1.Instance = SPI1;

hspi1.Init.Mode = SPI\_MODE\_MASTER;

hspi1.Init.Direction = SPI\_DIRECTION\_1LINE;

hspi1.Init.DataSize = SPI\_DATASIZE\_16BIT；

和数码管有关的，我还定义了两个结构体

typedef struct

\{

u8 buf\[4\];

u8 no;

\} Display\_TypeDef;

typedef struct

\{

u8 buf\[2\];

u8 no;

\} SPI\_LED\_TX\_TypeDef;

Display\_TypeDef Display\_structure;

SPI\_LED\_TX\_TypeDef SPILED\_TxStructure;

然后定时器中断中，每隔一段时间往595发送数据，代码如下

void TIM1\_CC\_IRQHandler(void)

\{

u16capture = 0;

HAL\_TIM\_IRQHandler(&htim1);

capture= TIM\_GetCapture1(TIM1);

TIM\_SetCompare1(TIM1,capture + 10);

HAL\_GPIO\_WritePin(GPIOA,GPIO\_PIN\_3,GPIO\_PIN\_RESET);

if(Display\_structure.no< 4)

\{

SPILED\_TxStructure.buf\[1\]= 0x0a;

\}

SPILED\_TxStructure.buf\[0\]= 0x0b;

HAL\_SPI\_Transmit\_IT(&hspi1,SPILED\_TxStructure.buf,1);

\}

除了初始化的代码，就上面这一小段代码，然而一运行，就直接跳到hardfault里面。

这个现象当时让我大为不解。在纠结了两个下午之后，终于知道了问题所在（原谅我第一次遇到hardfault）。

当出现hardfault这类异常时，在调试状态下，点开view中call stack window，如下图：

![Center 1][]

在HardFault\_Handler处右击鼠标，见下图

![SouthEast][]

选择Show Caller,会出现下图，即hspi->Instance->DR = \*((uint16\_t \*)hspi->pTxBuffPtr)这句引起了Hardfault。

![Center 2][]

知道是哪里引起的就好办了，经过分析，发现\*((uint16\_t \*)hspi->pTxBuffPtr)这里面的hspi->pTxBuffPtr就是指向0x20000005，引发了hardfault。让我们来看一下内存分布：

![Center 3][]

最后怎么搞定的呢。发现Display\_TypeDef这个结构体占了5个字节，SPI\_LED\_TX\_TypeDef这个结构体占了3个字节，把他们定义成如下就OK了：

typedef struct

\{

u8 buf\[4\];

u16 no;

\} Display\_TypeDef;

typedef struct

\{

u8 buf\[2\];

u16 no;

\} SPI\_LED\_TX\_TypeDef;

[Center]: /images/20220713/ca0d8b47cf484d33ae47827259420f20.png
[Center 1]: /images/20220713/854a755fdc2540e09b9cd6107242039d.png
[SouthEast]: /images/20220713/938912df0ad04db3ad0823e35632f730.png
[Center 2]: /images/20220713/35c0e6b6e8454084b6d99d6179fea7eb.png
[Center 3]: /images/20220713/8ebc971abde44ba4bd4ecc22c8308807.png

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