单片机裸机程序——调试手法

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什么是裸机程序

代码量比较少，不带操作系统的单片机程序就是所说的裸机程序。

裸机程序里可以看到直接对处理器（所说的MCU）的寄存器、内存、I/O端口等进行读写操作。

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一、硬件调试

假如你是在Keil或IAR等开发软件上开发程序，大部分处理器支持使用专用下载器进行Debug，比如J-Link，ST-Link等仿真器/下载器。

调试过程中通常采用设置断点、单步执行、查看寄存器、变量内存值等方法，可以直观看到运行过程中的实时数据，快速排查问题，提高开发效率。

二、串口调试

如果条件有限，比如手上没有仿真器或处理器不支持硬件调试，那么可以采用串口打印自定义信息进行调试，看看程序运行情况，卡在哪里，实际数据等。

串口打印可以使用标准库函数 printf，查看变量的值，但是它比较占用内存空间。

printf("temp：%d\r\n",i_temp); //标准库打印函数，占用内存较大

串口打印还可以使用自定义串口函数，比如uart0_send_bytes(…)，打印字符串或ASCII值，占用内存小。

void uart0_send_bytes(uint8_t *buff, uint32_t length); //占用内存小

实例：

//宏定义
#define LOG_STR(strs) uart0_send_bytes(strs,sizeof(strs)-1)

//串口发送一个字符
void uart0_send_byte(char c)
{
	uint16_t timeout;
	timeout = 65535;
	S0BUF = c;
#ifdef UART0_TX_INT_MODE        	//中断方式
	while(!tx_flag);
	tx_flag = 0; 
#else //查询方式
    while(!(TI0))               	//等待数据发送完成
	{
		if((timeout--) == 0)      	//超时等待退出
        {
			break;
        }
	}
	TI0 = 0;                   		//清除发送完成标志位
#endif
}
//串口发送字符串
void uart0_send_bytes(uint8_t *buff, uint32_t length)
{
	while(length--)
	{
		uart0_send_byte(*buff++);
	}	
}
//使用宏打印log
LOG_STR("start run\r\n");

两种串口打印方式各有所用。

三、指示灯调试

硬件上预留有指示灯，代码运行过程中，在要观察的代码行之间加入控制指示灯亮或灭的代码，指示程序的不同阶段或状态。

四、仪器调试

在出现数据错误、不稳定或死机等奇怪问题时，需要查看原始信号是否正常，可以使用示波器、逻辑分析仪、万用表等设备，观擦硬件中的电信号，如时钟信号、脉冲信号等是否存在失真，电压异常等问题，排除根本原因。

示波器检测电压信号其实很简单，夹子接参考电压，探头接被测信号。波形的横向是时间，要看清楚它每格表示的时间长度是多少，纵向是电压值，同样看清楚它每格表示的电压是多少，两者结合就知道电压随时间的变化情况了，对从实际信号来分析问题非常实用。