MCU程序的調(diào)試手段:仿真器調(diào)試和終端調(diào)試

調(diào)試參數(shù)在嵌入式開(kāi)發(fā)中再常見(jiàn)不過(guò)了，比如濾波系數(shù)、PID參數(shù)，以及一些簡(jiǎn)單的模式參數(shù)切換、寫(xiě)入和讀取等等。

初做項(xiàng)目或者一些簡(jiǎn)單粗暴的朋友們，程序里面一些參數(shù)直接硬編碼寫(xiě)死，而想進(jìn)行適當(dāng)修改的時(shí)候就只能通過(guò)源代碼重新編譯，再次燒錄。

一次性修改能夠達(dá)到滿意的效果那就不需要調(diào)試了，不然反復(fù)燒錄個(gè)10幾次應(yīng)該是常事;同樣如果MCU程序不太大可能花不了太多的時(shí)間，否則這樣的調(diào)參方式效率實(shí)在太低了。

總結(jié)下來(lái)，在進(jìn)行MCU程序的調(diào)試手段主要有兩種 :

仿真器調(diào)試 和 終端調(diào)試

在項(xiàng)目的初期，仿真器調(diào)試作為主要的調(diào)試手段;而中后期主要是終端調(diào)試，下面聊聊這兩個(gè)重要的調(diào)試內(nèi)容 :

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仿真器調(diào)試

仿真器調(diào)試是進(jìn)行MCU開(kāi)發(fā)前期必備的調(diào)試方法，常用的工具有Jlink，XDS100V3等等，這些開(kāi)發(fā)工具都會(huì)匹配相應(yīng)的IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行使用，不僅僅能夠控制程序的運(yùn)行過(guò)程(單步調(diào)試、斷點(diǎn)等)還能夠查看RAM、寄存器和Flash中的各種數(shù)據(jù)，幫助開(kāi)發(fā)工程師們快速的定位問(wèn)題，排除bug。

比如，仿真器普遍采用的JTAG接口，其遵循的是JTAG協(xié)議，既然是通信協(xié)議那就不要太恐懼，了解通信協(xié)議和通信過(guò)程即可。

JTAG早期是用來(lái)測(cè)試芯片的，現(xiàn)在這項(xiàng)功能也是具備的，比如接上仿真工具就可以知道當(dāng)前芯片是否可以燒錄，指示燈也會(huì)變換顏色等;還可以通過(guò)JTAG接口訪問(wèn)芯片內(nèi)部寄存器、掛在CPU總線上的相關(guān)設(shè)備等，最終獲得這些數(shù)據(jù)展現(xiàn)在IDE環(huán)境中以便開(kāi)發(fā)者定位芯片的問(wèn)題。

圖來(lái)源于 JTAG-Tutorial文檔，僅供學(xué)習(xí)參考

仿真會(huì)影響CPU運(yùn)行嗎?

JTAG通過(guò)一種叫邊界掃描的技術(shù)，仿真過(guò)程中其內(nèi)部均有獨(dú)立的寄存器等機(jī)構(gòu)進(jìn)行交互，正常運(yùn)行過(guò)程中是不會(huì)影響到CPU的正常工作的，也就是說(shuō)其仿真部分對(duì)于CPU是透明的。

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終端調(diào)試

“終端”說(shuō)白了就是一種人機(jī)交互接口，可以看成信息的輸入與輸出，一些朋友會(huì)說(shuō):我只用仿真器調(diào)試，不想用終端;仿真器調(diào)試又何嘗不是一種終端的表現(xiàn)形式呢?只是說(shuō)終端的相應(yīng)功能已經(jīng)嵌入到了你的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE中，RAM數(shù)據(jù)和程序運(yùn)行指針的修改都是用戶數(shù)據(jù)的輸入，而RAM數(shù)據(jù)的顯示等等都是數(shù)據(jù)的輸出。

但是，對(duì)于我們平時(shí)調(diào)試的需求，并不需要像仿真器調(diào)試這么強(qiáng)大，主要是一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的顯示和一些命令的發(fā)送，一般的MCU項(xiàng)目都會(huì)有預(yù)留一定的通信接口，所以直接定義一套統(tǒng)一的調(diào)試通信協(xié)議并開(kāi)發(fā)一些調(diào)試上位機(jī)那將會(huì)對(duì)MCU的調(diào)試效率大大提高，而且也方便以后移植到其他項(xiàng)目中使用。

當(dāng)然，如果項(xiàng)目中原本就帶有觸摸屏或者按鍵+屏，也可以直接在這套終端上開(kāi)發(fā)一些調(diào)試界面和功能，這樣就不需要太依賴筆記本電腦什么的，至于調(diào)試功能是否靈活就看技術(shù)功底了。

很多朋友對(duì)開(kāi)發(fā)上位機(jī)有點(diǎn)恐懼，人原本就對(duì)陌生的事物充滿著恐懼!進(jìn)行調(diào)試上位機(jī)開(kāi)發(fā)其實(shí)只要具備一些基礎(chǔ)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)知識(shí)就能夠在較快的時(shí)間里面掌握，當(dāng)然如果你想把界面、特效、功能等等做得更加的秀，那就得有比較專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)了!

好吧，你不想沾一點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)用程序的邊，或者暫時(shí)沒(méi)有太多的精力研究這一塊，那我推薦你用研究一下終端，比如前面跟大家推薦的一款全能終端：

很多朋友把這種類(lèi)型的終端與串口調(diào)試助手混為一談，這是不對(duì)的，終端功能一般比串口調(diào)試助手強(qiáng)點(diǎn)，像Linux這樣命令行系統(tǒng)，幾乎一切的操作均可以在終端上完成。比如，在終端中讓輸出的信息帶有顏色，從而可把打印的日志信息進(jìn)行分級(jí)輸出，以便信息的篩選;還能夠使用轉(zhuǎn)義字符來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示、排版等功能，比如類(lèi)似于命令行"Top"的實(shí)現(xiàn)效果。

最后，給大家推薦一個(gè)強(qiáng)大的嵌入式shell -- letter shell 3.0

letter shell 3.0是一個(gè)C語(yǔ)言編寫(xiě)的，可以嵌入在程序中的嵌入式shell，主要面向嵌入式設(shè)備，以C語(yǔ)言函數(shù)為運(yùn)行單位，可以通過(guò)命令行調(diào)用，運(yùn)行程序中的函數(shù)。感興趣的小伙伴，可以點(diǎn)擊文末“閱讀原文”查看開(kāi)源鏈接。

審核編輯：湯梓紅