淺析STM32調(diào)試過程中的幾個(gè)相關(guān)問題

總的來講，單片機(jī)調(diào)試是單片機(jī)開發(fā)工作必不可少的環(huán)節(jié)。不管你愿不愿意，調(diào)試過程中總會(huì)有各種不期而遇的問題出現(xiàn)在我們面前來磨礪我們。這里分享幾點(diǎn)STM32調(diào)試過程中與開發(fā)工具及IDE有關(guān)的幾個(gè)常見問題，以供參考。

1、做低功耗調(diào)試時(shí)連接不上目標(biāo)板

默認(rèn)情況下，當(dāng)MCU進(jìn)入低功耗模式后，內(nèi)核時(shí)鐘停止工作，調(diào)試連接將中斷。不過，通過設(shè)置DBGMCU寄存器控制位，即使進(jìn)入低功耗模式，還是可以進(jìn)行一定程度的調(diào)試。

在保證DGBMCU控制位正確配置前提下，還需注意SWD調(diào)試腳沒有被配置為【analog state】模擬輸入狀態(tài)。我們?cè)诰唧w應(yīng)用時(shí)為了降低功耗可能會(huì)將芯片的包括SWD調(diào)試腳在內(nèi)的GPIO配置為模擬功能，這樣會(huì)到導(dǎo)致調(diào)試器連接不上情況。此時(shí)在連接前先做下復(fù)位，有時(shí)可能多做幾次復(fù)位才連接得上。

當(dāng)然，上面是指低功耗模式下連接不上目標(biāo)板的情況。如果是一般性的連接不上，原因就更多了，比方硬件器件、連接線路、驅(qū)動(dòng)程序、用戶代碼本身等，這些要結(jié)合具體情況來分析。關(guān)于低功耗模式的調(diào)試支持，請(qǐng)參考各個(gè)系列參考手冊(cè)的相關(guān)描述。

2、打印輸出失敗

通常我們可以借助于串口助手做打印輸出。如果使用STM32虛擬串口，注意PC端的虛擬串口驅(qū)動(dòng)程序安裝正常。相應(yīng)軟件包編號(hào)是STSW-STM32102。

再就是注意配置UART相關(guān)參數(shù)配置時(shí)，字長是包含了校驗(yàn)位的。比方8位字長，它是由 7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)校驗(yàn)位組成。還有，VCP不支持字長在8位以下的傳輸。

另外，對(duì)于那些基于ARM CORTEX M3/M4/M7內(nèi)核的STM32芯片，我們可以使用SWO方式做打印輸出。

這里要注意的是：

a、不是所有MCU系列都支持SWO打印輸出；目前僅基于ARM Cortex M3/M4/M7內(nèi)核的芯片支持；

b、目前只支持SWD模式，不支持JTAG模式；

c、在調(diào)試環(huán)境里需做適當(dāng)配置和代碼補(bǔ)充，涉及到DBG_MCU_CR寄存器的控制位。

3、低功耗應(yīng)用中功耗數(shù)據(jù)異常

這個(gè)原因很多，比方，測(cè)量方面的原因，不屬于MCU的功耗也算進(jìn)來了；有些外設(shè)及管腳沒處理好，導(dǎo)致漏電流還在產(chǎn)生； 或者低功耗模式選擇不對(duì)，或者進(jìn)了低功耗模式馬上又醒了而誤測(cè)誤判等等。

這里再提醒1點(diǎn)：

設(shè)置進(jìn)入低功耗模式后，確認(rèn)是否還在調(diào)試模式。即檢查DBGMCU寄存器中與低功耗調(diào)試配置有關(guān)的寄存器控制位，確保關(guān)閉了低功耗調(diào)試狀態(tài)。做低功耗數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)，最好不要還連接著調(diào)試器，給我們帶來困擾。前不久就有人反映，用別的調(diào)試器連接著STM32目標(biāo)板測(cè)得功耗與用STLINK調(diào)試器連接著測(cè)得功耗大不 一樣，改用STLINK就合理了。

4、在Normal/System Reset模式下SWD連接不上目標(biāo)板

此時(shí)我們可以嘗試換個(gè)連接模式，比如Connect Under Reset，或者換個(gè)復(fù)位模式，比如Hardware Reset 。

如果說借助STLINK，即使使用Connect Under Reset或Hardware Reset方式還連接不上呢？我們可以查看下STLINK的NRST腳與目標(biāo)板上的MCU的NRST腳是否相連了。如果是nucleo板的話，還需確認(rèn)下跳線SB12是否為連接狀態(tài)。

5、MCO腳無時(shí)鐘信號(hào)輸出

我們?cè)赟TM32調(diào)試過程中，有時(shí)需要引出主時(shí)鐘進(jìn)行輸出監(jiān)視，即將主時(shí)鐘通過MCO腳引出觀察。

要想正確輸出，MCO做正確配置是必須的了。當(dāng)然用CubeMx配置的話一般不會(huì)有啥大問題 。不過有個(gè)地方要注意，那個(gè)GPIO的輸出速率參數(shù)要合適配置，不同STM32系列的GPIO最大可輸出速率在數(shù)據(jù)手冊(cè)上都明確出來了。當(dāng)MCO輸出時(shí)鐘頻率較高以至于超過GPIO的輸出能力時(shí)，這時(shí)需要考慮先做分頻后再來做觀察。

一般來講，當(dāng)MCO的輸出頻率在1Mhz以上時(shí)，如果觀察到的波形帶有很嚴(yán)重的噪聲或者扁平的小幅度信號(hào)，甚至看不到輸出的時(shí)候，我們可以考慮下是否那個(gè)OSPEED參數(shù)設(shè)置得太小了；如果說看到周期較長、幅度較大帶有明顯上下峰值過沖情形的波形，我們可以考慮下是否那個(gè)OSPEED參數(shù)設(shè)置得太大了。

6、沒法對(duì)某些變量進(jìn)行計(jì)算和監(jiān)控或無法設(shè)置斷點(diǎn)

這個(gè)原因較多，具體到調(diào)試環(huán)境，很可能跟你編譯環(huán)境的優(yōu)化等級(jí)配置有關(guān)。

我們?cè)贛CU調(diào)試過程中，往往會(huì)用到編譯器的優(yōu)化功能來提升芯片的性能和精簡(jiǎn)代碼空間。不過，經(jīng)過代碼優(yōu)化，往往可能給我們調(diào)試帶來些影響，主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:

a、 設(shè)置斷點(diǎn)方面出現(xiàn)障礙，有些代碼行沒法做斷點(diǎn)的設(shè)置；

b、 無法對(duì)某些變量進(jìn)行觀察；

c、 單步調(diào)試時(shí)出現(xiàn)代碼運(yùn)行“不連續(xù)”的情形，即執(zhí)行到的地方和我看到的地方不一致；

因此，為了實(shí)現(xiàn)有效調(diào)試，我們?cè)谕ㄟ^編譯器做優(yōu)化時(shí)要選擇合適的優(yōu)化等級(jí)?；驹瓌t是不影響調(diào)試體驗(yàn)的前提下保障編譯效率。一般來講，在調(diào)試時(shí)建議將優(yōu)化等級(jí)設(shè)置在較低水平。比方KEIL MDK 推薦調(diào)試時(shí)將優(yōu)化等級(jí)設(shè)置在-O1, IAR 推薦調(diào)試時(shí)將優(yōu)化等級(jí)設(shè)置在-None,GCC推薦調(diào)試是將優(yōu)化等級(jí)設(shè)置在-Og.其實(shí)，編譯器的優(yōu)化等級(jí)設(shè)置越高，對(duì)代碼的規(guī)范性要求以及我們對(duì)編譯器的了解程度也越高。經(jīng)常有人代碼優(yōu)化前程序運(yùn)行得好好的，代碼優(yōu)化等級(jí)調(diào)高好程序功能變得面目全非了。

上面提到的幾個(gè)問題及應(yīng)對(duì)措施，都是些可能性的提示或提醒，僅供參考，畢竟調(diào)試過程中出現(xiàn)的一個(gè)故障現(xiàn)象往往可以映射出多種應(yīng)用情形及具體原因。