芯片不定時跑飛和復位的五大原因

在MCU程序開發(fā)調(diào)試過程中，總會發(fā)現(xiàn)很多的程序bug。有一些bug是邏輯問題，規(guī)格書理解問題，筆誤問題等，以上列出的這些問題，通過斷點，單步等調(diào)試手段，很容易發(fā)現(xiàn)并解決問題。但是有一些程序的bug就比較難通過常規(guī)手段定位出問題的地點和原因，例如：芯片不定時跑飛和復位。

以下總結了芯片不定時跑飛和復位的5大原因

1、看門狗復位

原因：程序中使用了看門狗，但是沒有及時清看門狗，從而導致看門狗復位，使程序直接跳到復位位置。

解決方法：通過讀或寫RSTSTAT寄存器，在程序中清看門狗。

示例：

A.程序中寫RSTSTAT寄存器清看門狗。

2、中斷服務程序缺失

原因：程序中打開了某個中斷，但是沒有相應的中斷服務程序，從而導致在中斷發(fā)生后，找不到中斷服務程序入口，從而導致程序跑飛。

解決方法：檢查程序中是否存在打開了某個中斷，但是沒有相對應的中斷服務程序。

示例：

A.使能外部中斷0，并且屏蔽外部中斷0服務程序。

B.下降沿觸發(fā)外部中斷0后，程序跑到地址0x0003處(INT0向量地址為0x0003)，由于沒有中斷服務程序，該地址的指令被編譯器填充為初始化程序，因此導致程序跑飛。

3、 中斷服務程序沒有對bank壓棧和出棧

原因：主程序在操作bank1寄存器時，進入中斷沒有對bank1壓棧，此時切換到bank0對寄存器操作，退出中斷后由于沒有保存bank1的狀態(tài)，導致主程序在bank0中對bank1的寄存器操作，誤改bank0寄存器的值，程序可能會運行異常。

解決方法：進入中斷服務程序后，對bank進行壓棧，退出中斷之前對bank進行出棧，這樣無論主程序在操作bank0還是bank1，中斷里面都會保存進中斷之前bank狀態(tài)，退出中斷后會還原bank狀態(tài)，這樣就不會因為切換bank導致寄存器的值被誤改。

示例：

A.在主循環(huán)操作bank1寄存器,定時器Timer3中斷里面不進行壓棧和出棧操作，直接操作bank0寄存器。

B.退出中斷后此時程序狀態(tài)為bank0，下一步返回主程序，本來應該改變的是P5_0的值，由于沒有切換到bank1，所以在bank0中將相同地址的寄存器P0_0的值誤改，同時導致P5_0的值修改無效。

4、數(shù)組越界

原因：程序中定義的數(shù)組元素的個數(shù)小于程序中實際使用的數(shù)組元素的個數(shù)，數(shù)組使用循環(huán)函數(shù)時，如果循環(huán)變量沒控制好則會出現(xiàn)數(shù)組越界，意外修改其他變量值可能會導致程序異常。

解決方法：檢查函數(shù)中調(diào)用的數(shù)組是否存在越界的情況。

示例：

A.定義SendBuffer和RecBuffer兩個數(shù)組變量，數(shù)組長度為5，初值均為0。

B.主程序中對數(shù)組SendBuffer[0]~ SendBuffer[4]賦值，此時SendBuffer[5]和SendBuffer[6]也被意外賦值，從watch窗口可以看出，這兩個值改變了原來RecBuffer[0]和RecBuffer[1]的值，可能會造成程序異常。

5、堆棧溢出

原因：函數(shù)嵌套太深或者局部變量太多導致超出堆?？臻g，正常數(shù)據(jù)被改寫。

解決方法：盡量減少函數(shù)調(diào)用層級，局部變量不要使用太多，尤其是局部大數(shù)組，從而減少壓棧的時候所需的空間。

示例：

A.定義4個全局變量和1個局部變量數(shù)組，總共占用RAM空間為249個字節(jié)

B.計算程序中所需的堆棧大小，主程序中調(diào)用Delay()函數(shù)，占用2個字節(jié),中斷服務函數(shù)占用16個字節(jié)，中斷嵌套調(diào)用leddisplay()函數(shù)，占用2個字節(jié)，總共需要20個字節(jié)堆棧空間，由A可知，系統(tǒng)只剩下6個字節(jié)堆?？臻g，所以程序運行后，堆棧一定會溢出。

C.運行程序，正常現(xiàn)象為P40端口一直翻轉，TestData變量值始終為0，觸發(fā)外部中斷0，進入中斷服務程序后，可以看到SP堆棧指針已經(jīng)溢出，同時將R7寄存器的值壓棧到0x08的地址上，通過.m51文件可以查到0x08正好是TestData變量地址，所以TestData的值被誤改為0x01，導致主程序中條件判斷出錯，程序異常。

在調(diào)試MCU程序過程中，由于程序書寫的不規(guī)范產(chǎn)生程序漏洞，跑飛現(xiàn)象比較常見，如果我們提前了解程序可能跑飛的原因，對于快速定位問題有很大幫助，從而提高分析和解決問題的效率，減少產(chǎn)品的開發(fā)周期，加速產(chǎn)品的上市時間。

原文標題：中穎8bit MCU程序跑飛原因分析

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