转载的感觉很有意义--STM32F4 使用 Keil MDK 逻辑分析仪参与硬件调试的教程

2013的弹子球 · 发表于 2015-12-28 12:49:13

原作者：K.O.Carnivist ，原网址：http://www.amobbs.com/thread-5639976-1-1.html
这是一篇 STM32F4 处理器使用 Keil MDK 中的逻辑分析仪参与硬件调试的实验教程，节选自 ARM Keil Application Note 230 的前半部分。
这个功能其实一直就有，但感觉能搜到的资料比较少（倒是做软件仿真的资料比较多），所以在这里分享一下。

原文前半部分还包括断点、观察点等常规调试实验，完整翻译在[这个链接里]缓慢更新，排版可能比这个帖子好一点。
原文废话特多，我翻译着都觉得累。

原文使用的是 STM32F4-Discovery 开发板，我这里都改用 NUCLEO-F401RE 实现了。Discovery 板卡在新版本的 Pack Installer 中已没有 Blinky 例程支持，可以用 CMSIS-RTOS Blinky 来做，变量定义的位置等会有变化。
这篇教程针对 MDK 5.10 及更新版本。MDK 4 有另一篇教程对应。

教程使用C:\MDK\做为例程目录，并以默认 MDK 安装路径为例：C:\Keil_v5。
这个实验可以用评估版本（MDK-Lite）来完成，不需要购买授权。
不需要额外的调试器，只需准备 NUCLEO-F401RE 开发板、USB 线，以及在电脑上安装 MDK 5.10+ 就可以了。

6) μVision Software Pack 的下载和安装步骤

1) 启动 μVision 并打开 Pack Installer

1. 将电脑连接到外网上，下载 Software Pack 需要外网连接。

2. 点击桌面上的图标启动 μVision。

3. 点击工具栏上的按钮

打开 Pack Installer。

4. 这里应该出现下面这个窗口。在 Board 选项卡中，选择 NUCLEO-F401RE，右侧 Packs 选项卡中的列表会自动筛选。

5. 注意：窗口右下角应该显示“ONLINE”。如果显示的是“OFFLINE”，请检查外网连接之后再继续下面的步骤。

6. 如果在 Pack Installer 启动的时候没有连接到外网，列表中将不会显示内容。这时候需要在连接到网络后，点击菜单 Packs/Check for Updates 或者工具栏中

按钮刷新一下。

2) 安装 STM32F4 Software Pack

1. 点击 Packs 选项卡，可以看到 ARM::CMSIS Software Pack 是默认安装好的。

2. 选择 Keil::STM32F4xx_DFP 和 Keil::STM32NUCLEO_BSP 并点击 Install，这两个 Software Pack 会下载并安装在默认文件夹 C:\Keil_v5\ARM\Pack\Keil 中。下载估计需要两三分钟的时间。

3. 下载完成后，Action 栏应显示“Up to date”状态。

3) 安装 Blinky MDK 例程

1. 选择 Examples 选项卡，出现如下窗口：

2. 选择 Blinky (NUCLEO-F401RE)。

3. 点击右侧的 Copy。

4. Copy Example 窗口如图所示。选择 Use Pack Folder Structure，取消选择 Launch μVision。

5. 输入 C:\MDK，点击 OK 完成 Blinky 工程的复制。

6. Blinky 工程已经复制到 C:\MDK\Boards\ST\NUCLEO-F401RE 了。
提示：复制例程时，一开始的默认路径是 C:\Users\< user >\Documents，这篇教程使用 C:\MDK\ 做为默认路径。实际上可以选择任意路径。

7. 关闭 Pack Installer。

7) 测试 ST-Link V2 的连接

1. 用 USB 线将 NUCLEO 开发板连接到电脑上。

2. 如果 ST-Link USB 驱动程序安装正确，应该可以听到正常的 USB 设备连接的系统声音。否则需要手动安装驱动程序。

3. 两个红色 LED 应该点亮：LD1 （COM）和 LD3（PWR）。

4. 启动 μVision 并选择 Project/Open Project。

5. 选择 Blinky 工程 C:\MDK\Boards\ST\NUCLEO-F401RE\Blinky\Blinky.uvprojx。

6. 在这个地方选择 STM32F401 Flash：

。

7. 点击工具栏上 Target Options 按钮

或者按 ALT+F7，并选择 Debug 选项卡：

8. 点击 Settings，会出现下面所示的窗口。如果显示出了 IDCODE 和 Device Name，说明 ST-Link 工作良好，可以继续下面的教程。另外请确认 Download to Flash 是不选中的。点击两次 OK 返回 μVision 主界面。

9. 如果 SW Device 框中没有显示，或者显示 error，这个问题在继续本教程之前必须要解决。请参照完整版原文内容：安装 ST-Link USB 驱动程序。

10. 如果已经显示正常，ST-Link USB 驱动程序安装良好。点击两次 OK 退出 Target Options 窗口并从第9章继续。

提示：在上图 Port 框中选择 JTAG，然后在选回 SW，可以刷新 SW Device 框的显示。也可以关闭再重新打开这个窗口。

9) 使用 NUCLEO 开发板运行 Blinky 例程

我们将使用板载 ST-Link V2 调试器连接 Keil MDK 开发平台和真实的目标硬件。

1. 启动 μVision，用 USB 线将 NUCLEO 开发板的 CN1 连接到电脑上。

2. 选择 Project/Open Project，打开文件 C:\MDK\Boards\ST\NUCLEO-F401RE\Blinky\Blinky.uvprojx。

3. 点击工具栏上的 Rebuild 按钮

编译源文件。

4. 点击 Download 按钮

对 STM32 的 flash 进行编程。Output 窗口中会显示这个过程。

5. 点击 Debug 按钮

进入 Debug 模式，如果出现 Evaluation Mode 对话框，点击 OK。

6. 点击 RUN 图标

。注意：点击 STOP 图标

可以停止程序运行。

NUCLEO 开发板上的绿色 LED 会开始闪烁。
按下开发板上蓝色的 USER 按键会暂停闪烁。

12) Watch 窗口及其使用方法

Watch 和 Memory 窗口实时显示变量的值，这是通过 ARM CoreSight 调试技术实现的，这项技术是包含在 Cortex-M 处理器中的一部分。同时，也可以在这些存储器地址上实时地“put”或插入数值。这两个窗口都可以通过拖拽变量名，或者手动输入来添加变量。
添加全局变量：除非程序停止在局部变量所在的函数，否则 Watch 和 Memory 窗口不能观察局部变量。

1. 停止运行处理器并退出 Debug 模式。

2. 在 Blinky.c 的第24行左右，**一个全局变量（这里变量名叫做 value）：unsigned int value = 0;。

3. 在第104行左右添加语句 value++; 和 if (value > 0x10) value = 0;，如图：

4. 选择菜单 File/Save All

。

5. 点击 Rebuild ，点击 Download 下载到 flash。

6. 进入 Debug 模式，点击 RUN 。

7. 在 Blinky.c 中，右键点击变量 value 并选择 Add value to … 及 Watch 1，Watch 1 窗口会打开并显示 value 如下图。

8. value会实时增加到0x10。

提示：请确认菜单 View/Periodic Window Update 在选中状态。

9. 也可以在 Name 下面区域双击或按 F2，再手动输入或复制粘贴变量名。或是打开菜单 View/Symbols Window 来输入变量。

14) 使用 Logic Analyzer 图形化观察变量

这一章将在 Logic Analyzer 中显示全局变量的值。这个功能使用 Serial Wire Viewer，因此不会窃取 CPU 周期，用户代码中也不需要加入任何代码片段。

配置 Serial Wire Viewer （SWV）：

1. 停止运行处理器并退出 Debug 模式。

2. 点击工具栏上的 Target Options

或者按 ALT+F7，并选择 Debug 选项卡，点击窗口右侧的 Settings，确认选择的是 SW 模式。

3. 选择 Trace 选项卡，选择 Trace Enable，取消选择 Periodic 和 EXCTRC，设置 Core Clock 为 48 MHz。其他选项如图所示。
译者注：CPU 时钟频率很重要，请务必按照实际值设置。Blinky 工程的时钟频率在 Abstract.txt 中可以找到。如果使用的是其他板卡，请自行检查时钟频率。

4. 点击 OK 返回 Target Options。

5. 再次点击 OK 返回主界面。

配置 Logic Analyzer：

1. 进入 Debug 模式。打开菜单 View/Analysis Windows 并选择 Logic Analyzer，或者选择工具栏上的 LA 按钮

。

2. 点击 Blinky.c 选项卡，右键点击 value 变量并选择 Add value to… 及 Logic Analyzer。也可以手动拖拽来添加。

3. 点击 LA 左上角的 Setup… 按钮进入 LA 设置窗口。

4. 选择 value，设置 Display Range Max 为 0x15。

5. 点击 Close。

运行程序：

1. 点击 RUN 。点击 Zoom Out 使图形中网格大小是5秒左右。

2. 变量 value 的值将增加到 0x10（十进制16）再重新设为 0。

提示：如果没有看到波形，请退出并重新进入 Debug 模式以刷新 LA。可能还需要重新上电 NUCLEO 板卡。另请确认 Core Clock 的数值正确。
提示： Logic Analyzer 中最多可以显示4个变量，必须是全局变量、静态变量或原始地址如 *((unsigned long*)0x20000000)。

3. 请注意当 USER 按钮按下时，变量的值会随之停止增加。当然也请注意这个现象的观察是如此直观。

4. 选择 Signal Info、Show Cycles、Amplitude 及 Cursor，观察 LA 的测量功能。点击 Update Screen 栏的 Stop 按钮可以停止 LA。