keil+stm32+jlink利用swd方式进行printf输出
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使用ITM机制实现调试stm32单片机,实现printf与scanf。
1. ITM简介
ITM机制是一种调试机制,是新一代调试方式,在这之前,有一种比较出名的调试方式,称为半主机(semihosting)方式。
在pc上编写过C语言的人都知道,printf可以向控制台输出,scanf可以从控制台获取输入,这里的printf/scanf都是标准库函数,利用操作系统的这些函数,我们可以很方便的调试程序。在嵌入式设备上(如stm32单片机平台上)开发工具(如MDK/IAR)也都提供了标准库函,自然也提供了printf/scanf函数,那么这些函数是否可以使用呢? 问题来了,printf向哪里输出呢?并且大部分情况下,也没有键盘,又如何使用scanf实现输入呢?
我们都知道,嵌入式设备一般的使用仿真器,如常见Jlink/ulink,可以实现烧录,单步,下断点,查看变量,等等。仿真器将PC机和单片机连接器来。聪明的设计者们就在考虑是否可以借助仿真器,使得单片机可以借助PC机的屏幕以及PC机的键盘实现printf的输出和scanf的按键获取。
也就是说,如下的hello,world程序
#include
intmain()
{
//硬件初始化
//....
printf("hello,world");
for(;;);
}
这个程序烧录到单片机中后,仿真器连接接单片机与PC,开始在线调试后,那么这个程序会将"Hello, world"输出到PC机上,在开发工具(MDK/IAR等)的某个窗口中显示。
这就相当于,单片机借助了PC机的显示/输入设备实现了自己的输出/输入。这种方式无疑可以方便程序开发者调试。
这种机制有多种实现方式,比较著名的就是semihosting(半主机机制)和ITM机制。
ITM是ARM在推出semihosting之后推出的新一代调试机制。现在我们来尝试一下这种方式调试。
2. stm32使用ITM调试
MCU:stm32f207VG
仿真器:Jlink V8
IDE:MDK4.50
2.1 硬件连接
ITM机制要求使用SWD方式接口,并需要连接SWO线,一般的四线SWD方式(VCC SDCLK,SDIO,GND)是不行的。标准的20针JTAG接口是可以的,只需要在MDK里设置使用SWD接口即可。
2.2 添加重定向文件
将下面的文件保存成任意C文件,并添加到工程中。这里对这个文件简单说明一下,要知道我们的程序是在单片机上运行的,为什么printf可以输出到MDK窗口里去呢?这是因为 标准库中的printf实际上调用 fputc实现输出,所以我们需要自己编写一个fputc函数,这个函数会借助ITM(类似于USART)提供的寄存器,实现数据的发送,仿真器会收到这些数据,并发往PC机。
实际上,如果你的单片机和一块LCD连接,那么你只需要重新实现fputc函数,并向LCD上输出即可,那么你调用printf时就会输出到LCD上了。这中机制,就是所谓的重定向机制。
#include
#defineITM_Port8(n)(*((volatileunsignedchar*)(0xE0000000+4*n)))
#defineITM_Port16(n)(*((volatileunsignedshort*)(0xE0000000+4*n)))
#defineITM_Port32(n)(*((volatileunsignedlong*)(0xE0000000+4*n)))
#defineDEMCR(*((volatileunsignedlong*)(0xE000EDFC)))
#defineTRCENA0x01000000
struct__FILE{inthandle;/*Addwhateveryouneedhere*/};
FILE__stdout;
FILE__stdin;
intfputc(intch,FILE*f)
{
if(DEMCR&TRCENA)
{
while(ITM_Port32(0)==0);
ITM_Port8(0)=ch;
}
return(ch);
}
2.2 配置JLINK的初始化配置文件
将下面文件放置在你的工程下,并取任意名称,这里笔者取名为 STM32DBG.ini
/******************************************************************************/
/*STM32DBG.INI:STM32DebuggerInitializationFile*/
/******************************************************************************/
//<<
/******************************************************************************/
/*ThisfileispartoftheuVision/ARMdevelopmenttools.*/
/*Copyright(c)2005-2007KeilSoftware.Allrightsreserved.*/
/*Thissoftwaremayonlybeusedunderthetermsofavalid,current,*/
/*enduserlicencefromKEILforacompatibleversionofKEILsoftware*/
/*developmenttools.Nothingelsegivesyoutherighttousethissoftware.*/
/******************************************************************************/
FUNCvoidDebugSetup(void){
//
//
//
//
//
//
//<0=>Asynchronous
//<1=>Synchronous:TRACEDATASize1
//<2=>Synchronous:TRACEDATASize2
//<3=>Synchronous:TRACEDATASize4
//
//
//
//
//
//
//
//
_WDWORD(0xE0042004,0x00000027);//DBGMCU_CR
_WDWORD(0xE000ED08,0x20000000);//SetupVectorTableOffsetRegister
}
DebugSetup();//DebuggerSetup
这里对这个文件做简单的解释,
_WDWORD(0xE0042004, 0x00000027); // DBGMCU_CR
这一句表示想 0xE0042004地址处写入 0x000000027,这个寄存器是各个位表示的含义在注释中给出了详细的解释。 0x27即表示
BIT0 DBG_SLEEP
BIT1 DBG_STOP
BIT2 DBG_STANDBY
BIT5 TRACE_IOEN
注意,要使用ITM机制,必须要打开BIT5。
打开MDK工程,按照下图修改。