STM32程序调试技巧

落日映苍穹つ 2023-07-19 12:08 87阅读 0赞

**Table of Contents**

前言

调试原理

软件调试

硬件调试

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## 前言 ##

这一篇博客主要讲解STM32F1开发板如何进行调试，分别是硬件调试（STLINK）调试和软件调试。

## 调试原理 ##

STM32的调试原理核心是比较复杂的，但是我们了解的东西可以简单一些。首先STM32支持JTAG和SWJ调试，其中JTAG需要五个接口，SWJ仅需要两个接口，所以在之后的大部分调试我们优先选择SWJ进行调试，如下图是STM32中文参考手册的M3调试框图。蓝框为JTAG调试，红框为SWJ调试端口。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

如下图所示，SWJ调试只需要PA13和PA14两个引脚即可实现调试功能。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

所以在一般情况下使JTAG-DP接口禁止，SW-DP接口允许

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

而如何实现使JTAG-DP接口禁止，SW-DP接口允许，需要用上一个GPIO的函数

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

FunctionalState NewState设置为ENABLE,由下面代码可知GPIO\_Remap设置为 GPIO\_Remap\_SWJ\_JTAGDisable。

#define GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable  ((uint32_t)0x00300200)  /*!< JTAG-DP Disabled and SW-DP Enabled */

## 软件调试 ##

首先按如图设置Debug选项卡。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

接下来，我们点击开始/停止仿真按钮，开始仿真，出现如图所示的界面。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

对于Debug工具条无论网上还是书上都有很很详细的讲解，这个地方我就只贴一张图。比较重要的是逻辑分析窗口（电平高低），观察窗口（观察变量的值和C语言的观察窗口一样）和串口打印窗口。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

调试的功能键和C语言调试基本相同。如果要查看某个变量的值只需选中加入到watch窗口即可

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

串口逻辑同理，串口输出信息如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
对跑马灯可以进行逻辑分析，逻辑分析是只有软件调试才有的功能，首先打开逻辑分析仪，打开之后如下图所示。

![在这里插入图片描述][20190812222839809.png]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
接下来添加要分析的端口，比如我们要分析PE5和PB5，只需在右上角点击添加输入PORTB.5和PORTE.5即可，Type调整为Bit,颜色自定。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
然后设置一个断点，即可开始分析，Zoom用来设置坐标轴的单位，将鼠标移至图中还可以得到分析的相应信息。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
除此之外，在工具栏中的Peripherals中还可以看到更多的关于寄存器的信息，比如ODR寄存器用来设置高低电平的，就可以看到ODR寄存器每一位的状态。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

## ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]   硬件调试 ##

首先是要进行设置，我这里可能说的不全面，详细的设置方法参考《STM32F1开发指南-库函数版本》3.4小节和6.4小节。  
首先在Debug板块中进行如下设置，然后再进入Utilities将红框勾选。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
之后回到Debug，再ST-LINK旁边点击Setting，进入Flash Download,注意蓝框中的芯片要对应是连接的芯片，红框如图设置。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]  
之后要用ST-LINK连接开发板和电脑进行下一步设置。PORK选择SW，其他的根据需要修改，然后开始连接开发板开始调试即可，点击。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]  
先编译下载，再调试。

![在这里插入图片描述][20190812221708436.png]

之后可以打开串口调试助手，一直让程序run下去，然后串口调试助手就可以看到一直在打印t的值，调试程序见后文。

值得注意的是，串口的选择不要选错COM口了，否则会看不到结果，还要要记得点开启串口。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]  
调试程序

main.c
    #include "sys.h"
    #include "delay.h"
    #include "usart.h"
    int main(void)
     {        
         u8 t=0;
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
        delay_init();             //延时函数初始化      
        uart_init(115200);     //串口初始化为115200
      while(1)
        {
            printf("t:%d\r\n",t);
            delay_ms(500);
            t++;
        }     
    }

参考资料  
《STM32F1开发指南-库函数版本》3.4小节和6.4小节  
《STM32中文参考手册V10》29章

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/7fb28e14b7f944f8945e4eac22cd1a84.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/3ceea0f213c344eea3d3f88a9b46353d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/53e5340ed99f445a8d2d28eeab047df5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230528/e3f12fd58e824c52a37c89782d601bc6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230528/80eeb38c9f77486fa9bf128e6570f65a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230528/a2cc5c934321470cb3b224240c98125d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230528/83c67228034840bc99cb6acace2e9553.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20230528/9836ebd1efea4bfc80325d06e126c933.png
[20190812222839809.png]: /images/20230528/b4b3f001fb294dd78ac84d6ae6b0f148.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20230528/87b4a2a536d8448187b9503ba488e009.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20230528/f0403fda3e3546b899b581864593d1ce.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20230528/54bf1223cf60411491a9e58c360f2b38.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20230528/705f924b99944680bb4071295d6d41fd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20230528/2eafd8202cca4834b4a214f97f7ec603.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20230528/9205621b63c14c2185a5d472dd40e922.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjE5NjkyOA_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20230528/7a56ec3c25ca435689eb42bdacc0a5a3.png
[20190812221708436.png]: /images/20230528/0af3ed9f689b44538a7dcfca939289bf.png
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