【嵌入式开发问题汇总】程序篇

此文是我很久之前的一个计划，目的是让大家可以在别人的错误中有所收获。

写下我和实验室小伙伴以及一些网友遇到的问题和分析。大家可以遇到问题也可以在博文下留言。当然，本人能力有限，错漏之处请直接提出。希望这篇博文能为所有喜欢嵌入式的朋友答疑解惑！

本文中，如没有特殊说明，描述的都是STM32系列单片机相关问题。

相关博文：【嵌入式开发问题汇总】硬件篇 （持续更新中...）

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目录

问题1：定时器PWM——多个定时器的PWM频率不一致

问题2：定时器PWM——高级定时器(TIM1/TIM8)不输出PWM

问题3：定时器PWM——频率和计算值不一致

问题4：定时器中断——中断无法产生

问题5：定时器中断——中断代码执行异常/开启中断后主程序异常/程序死机

问题6：定时器中断——中断代码执行一次之后失效

问题7：正交编码器不工作/数据波动

问题8：代码下载后不运行/重新上电后才执行

问题9：串口连续发送错误

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问题1：定时器PWM——多个定时器的PWM频率不一致

描述：同样的定时器预分频系数（PSC）和重装载值（ARR）配置下的PWM频率不一致（差了一倍）

分析：出现这种问题，一般是没有意识到高级定时器与一般定时器的差别，高级定时器所使用的的时钟和一般定时器不同。在STM32F10xx系列单片机中，TIM1、TIM8是高级定时器（小容量芯片没有TIM8,比如STM32F103Cxxx）。在STM32F4xx系列单片机中，多了TIM9/TIM10/TIM11定时器（这些不是高级定时器但是也使用APB2时钟）。定时器使用外设时钟APB，但是高级定时器（以及F4xx系列中的TIM9/TIM10/TIM11通用定时器）使用APB2时钟，其他的定时器使用APB1时钟。一般来说，APB2时钟频率是APB1的两倍。所以输出PWM时，要根据定时器所使用的时钟的频率计算分频数PSC与重装载值ARR。

STM32F1xx中定时器所使用的的外设时钟APB

STM32F4xx中定时器所使用的的外设时钟APB

问题2：定时器PWM——高级定时器(TIM1/TIM8)不输出PWM

描述：按照正常的PWM配置与GPIO配置后，TIM1/TIM8没有输出PWM波形。

分析：高级定时器之所以高级，他有互补输出PWM的功能。这个功能有一个寄存器叫BDTR，高级定时器通过次寄存器完成互补PWM的死区控制。我们在使用普通的PWM输出时，需要关闭死区控制，单打开PWM输出的使能（BDTR寄存器的最高位）即可。所以需要在初始化完成之后加上以下代码（以TIM1为例）：

寄存器版本：

TIM1->BDTR |= 0x8000;

库函数版本：

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);

问题3：定时器PWM——频率和计算值不一致

描述：已知定时器所用的外设时钟APB频率并设置好PWM的预分频PSC和重装载值ARR之后，发现输出的PWM频率与计算所得不一致。

分析：新手长犯的错误，PWM频率越高问题越多。这个就是寄存器的配置问题，我举个例子大家就懂了：时钟频率72MHz,要到的1kHz的PWM，可以这样设置（PSC=72-1；ARR=1000-1），给这俩寄存器的数值是计算值减一，这在手册里说的很清楚。定时器PWM的频率计算公式为：

问题4：定时器中断——中断无法产生

描述：配置好定时器中断之后，发现程序运行时无法进入中断

分析：只要定时器中断初始化的配置正确，就能进入中断。这里列出几个定时器中断配置时容易忽略的问题：

（1）中断使能未开启,一般情况下，我们使用的中断时间为计数器溢出时间IT，检查初始化中是否有以下代码（库函数）：

TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断

（2）中断入口函数设置不正确，我曾经犯过这个问题，问题非常隐秘，害我一顿好找：

大小写错误(“H”小写了)

拼写错误（少了"l"）

正确的中断入口函数

以上的错误其实会看汇编指令的话很容易发现问题，在触发中断时，代码死在在汇编指令"B   ."上，B 是无条件跳转指令，一个点“.”表示没有找到跳转的位置（正常情况下应该跳转到正确的中断入口地址）.

问题5：定时器中断——中断代码执行异常/开启中断后主程序异常/程序死机

描述：定时器中断可以运行，但是一旦打开定时器中断，会发现中断代码为未执行完/主程序出现卡顿或异常/程序运行一段时间后死机。

分析：这种情况有几个可能的原因

（1）在对单片机性能要求不严格的情况下，我也会偏好使用基于Systick时钟的延时函数delay_ms()和delay_us()，但往往就是这个函数引发了众多BUG。为什么会这样呢？主要是Systick时钟只有一个，当然同时也只能执行一个延时函数（如果对其做了基于操作系统的调度等等不在讨论范围内）。如果主函数中和定时器中断同时使用了基于Systick的延时函数，那么第一个触发的延时函数就会出现不可预料的错误，导致中断代码执行异常或主程序异常。最好的建议就是，不要在中断程序中使用基于Systick时钟的延时函数delay_ms()和delay_us()，中断是无法预料的代码段，在里面放置延时函数就是为自己埋雷，如果一定要在中断中使用延时函数，建议使用_NOP空指令或计数器延时。

（2）出现了“套娃错误”：触发中断之后，中断程序还没有执行完，新的中断又来了，如果发生在单个中断函数，只要将中断函数设置成阻塞式即可（在中断程序执行完成之后在开启中断）。如果发生在多个中断之间，则需要合理调度中断，设置合理的中断优先级。

问题6：定时器中断——中断代码执行一次之后失效

描述：中断执行了一次之后就不在被触发，即使已经满足触发条件。

分析：就我目前的经历看，只有一种可能，第一次退出中断之后没有清除中断标志位，所以再也进不去。这种情况在定时器，串口，SPI，DMA的配置中都会发生。大家写BUG的时候一定小心。

比如这个是清除定时器7溢出中断的标志位的函数

问题7：正交编码器不工作/数据波动

描述：使用正交编码器时，编码器不能正常工作，或者编码器在单向旋转时数据在一个固定数值波动

分析：首先要说的是，支持正交编码模式的定时器要看好了，不是所有的定时器都可以用作正交编码器计数的，在STM32F4xx中，只有TIM1、TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM8有正交编码器计数功能，也就是那几个具有硬件PWM功能的定时器，且一定要注意，编码器的AB两相，一定要接到定时器的第1，2通道，3，4通道不行哦！

如果是数据波动，先看数据趋势是否正确，如果只是计数出现毛刺，可以增加滤波（库函数中的初始化结构体）：TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 5;

如果数据就是在几个值波动，建议检查编码器的电源是否正常供电。有些编码器的霍尔元件需要5-12V的电压在能操作工作。

问题8：代码下载后不运行/重新上电后才执行

描述：修改代码之后下载，一定要手动复位或者重新上电之后才会运行修改过后的代码。

分析：调试器一般都有下载完之后自动复位的选择，这里以ST-Link调试器为例：

点击魔术棒

进入调试器的设置（这里为ST-link）

在Flash下载中勾选复位运行

问题9：串口连续发送错误

描述：串口数据在单次发送是正常，连续发送时出现数据帧不完整或发送一部分之后停止发送

分析：这种问题一般出现在串口发送指令放在定时中断中或者循环体中，一般是两个数据帧之间没有足够的时间导致的。比如115200的波特率下，起始位，八位数据加一位停止位，一秒钟最多发送11520个字节，若使放在100Hz的中断中，一个数据帧最多只能发115字节。解决这个问题主要有两种办法，一种是修改发送频率，留够发送时间。另一种是建立消息栈，阻塞式发送，这种方案比较消耗内存，发的太快容易挤爆堆栈。

 

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