血案現(xiàn)場(chǎng)描述:
程序下載到程序之后,沒(méi)有正常運(yùn)行。
懷疑下載過(guò)程或者程序出現(xiàn)問(wèn)題,但是同樣的工具,同樣的程序,下載到另一塊單片機(jī)沒(méi)有任何問(wèn)題。
那么問(wèn)題出在哪?
方法嘗試:
遇到詭異的問(wèn)題時(shí),魚(yú)鷹都是建議直接在線調(diào)試。
因?yàn)橄螺d過(guò)程是正常的,說(shuō)明調(diào)試器可以正常連接單片機(jī),同時(shí)單片機(jī)也可以正常工作,否則調(diào)試器無(wú)法連接單片機(jī)并下載。
(通過(guò)以下界面,可以查看調(diào)試器是否已連接,包含調(diào)試器的產(chǎn)品序列號(hào),固件版本等,右邊窗口表示連接的單片機(jī)芯片 ID 信息,目前這個(gè)界面因?yàn)闆](méi)有調(diào)試器,沒(méi)有相關(guān)信息)
因?yàn)檎{(diào)試器可以正常連接芯片,那么進(jìn)入在線調(diào)試模式就是順理成章的事情了。
當(dāng)你在線調(diào)試時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)如下窗口:
(該圖是一個(gè)群友的截圖,放在這里方便描述)
通過(guò)上一篇筆記《編譯優(yōu)化:這些鍋俺不背!》我們可以知道,這個(gè)工程下載的工程應(yīng)該是正確的,MDK 也可以正常設(shè)置斷點(diǎn)位置。
但奇怪的是,程序竟然沒(méi)有停在斷點(diǎn)處。這是個(gè)很詭異的問(wèn)題。
同時(shí)這個(gè)現(xiàn)象也解釋了為什么程序工作不正常,既然程序沒(méi)有運(yùn)行到 main 函數(shù),那么肯定無(wú)法正常工作。
有經(jīng)驗(yàn)的工程師應(yīng)該都知道,main 函數(shù)并不是單片機(jī)運(yùn)行的第一條指令,所以我們就會(huì)懷疑是否是中斷向量表有問(wèn)題(第一條指令地址存放在中斷向量處)。
但是根據(jù)前面所說(shuō),這個(gè)程序下載到別的單片機(jī)是正常運(yùn)行的,所以可以排除這個(gè)原因。
那么這個(gè)問(wèn)題到底是怎么回事?
我們其實(shí)可以從調(diào)試截圖中得到另一個(gè)信息,單片機(jī)在 0x1FFFxxxx 地址處運(yùn)行(正常應(yīng)該在 0x0800xxxx)?。?!
并且當(dāng)你單步運(yùn)行時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)匯編指令是可以執(zhí)行的。同時(shí)我們可以看到匯編指令是正常的,并不都是 0 或者 0xff,這些數(shù)據(jù)能夠被解析器正確解析成匯編指令。
這就說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題,單片機(jī)確實(shí)在運(yùn)行指令,只不過(guò),我們無(wú)法通過(guò) MDK 看到源碼,也無(wú)法進(jìn)行源碼級(jí)別的調(diào)試。
分析到這里,有經(jīng)驗(yàn)的道友應(yīng)該有點(diǎn)方向了。
在單片機(jī)中,還有什么代碼是可以被執(zhí)行,我們用戶又沒(méi)有源碼的?
沒(méi)錯(cuò),就是芯片生產(chǎn)時(shí)固化在單片機(jī)內(nèi)部的 ISP 程序。
很多時(shí)候,當(dāng)我們沒(méi)有合適的調(diào)試器更新程序時(shí),我們會(huì)選擇使用串口下載程序。
并且我們很清楚如何通過(guò)設(shè)置 boot0 引腳來(lái)完成升級(jí),我們也很清楚單片機(jī)中有一段代碼專(zhuān)門(mén)干這事,而每一本芯片參考手冊(cè)里也都寫(xiě)了如何使用串口升級(jí)。
但是我們卻不知道這段程序到底位于哪里?我們無(wú)法親眼看到這段程序執(zhí)行并把我們的程序下載到單片機(jī)中。
所以當(dāng)我們看到問(wèn)題截圖時(shí),我們無(wú)法第一時(shí)間明白:?jiǎn)纹瑱C(jī)正在執(zhí)行串口升級(jí)程序。
(事實(shí)上,我們可以從參考手冊(cè)看到系統(tǒng)存儲(chǔ)地址的空間)
到此,我們應(yīng)該知道單片機(jī)為什么不能正常工作了,因?yàn)樗苠e(cuò)地方了!
那為啥會(huì)運(yùn)行到系統(tǒng)存儲(chǔ)器去了呢?
肯定和開(kāi)機(jī)時(shí) boot 引腳電平有關(guān)。
問(wèn)題解決:
既然定位到 boot 引腳電平可能有問(wèn)題,那么就可以通過(guò)檢查 boot 情況來(lái)確定問(wèn)題。
最終那位群友說(shuō)是因?yàn)橘N片時(shí)貼錯(cuò)了位置,導(dǎo)致應(yīng)該設(shè)置為低電平卻設(shè)置成高電平導(dǎo)致。
確實(shí),這個(gè)群友經(jīng)過(guò)我的提醒定位到問(wèn)題了,但是現(xiàn)場(chǎng)情況可能比那位群友的要糟糕。
比如,魚(yú)鷹在第一次遇到這個(gè)問(wèn)題時(shí),也是出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象,但是那時(shí)的單片機(jī) boot0 使用萬(wàn)用表檢測(cè)的電壓確實(shí)是低電平,但它還是到系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)執(zhí)行了(那時(shí)并不知道這是 ISP 程序,只知道執(zhí)行位置錯(cuò)了,當(dāng)問(wèn)題解決了,魚(yú)鷹才曉得這段代碼是干啥的)。
一般人遇到這種問(wèn)題,可能就不知所措,開(kāi)始繼續(xù)懷疑是不是自己軟件的問(wèn)題了。但魚(yú)鷹不同,摸爬滾打多年,經(jīng)驗(yàn)豐富(自夸,哈哈),堅(jiān)信自己的判斷:一定是 boot 0 引腳問(wèn)題。
所以,魚(yú)鷹拿來(lái)示波器(為什么要使用示波器?我們要知道,萬(wàn)用表只能檢測(cè)出平均的電壓,瞬間的電平變化,萬(wàn)用表是無(wú)法發(fā)現(xiàn)的),從上電開(kāi)始觀察。
因?yàn)閱?wèn)題復(fù)現(xiàn)率很高,魚(yú)鷹很快通過(guò)示波器的單次觸發(fā)功能發(fā)現(xiàn)了在上電那一刻,boot0 引腳會(huì)突然出現(xiàn)一個(gè)高電平,如果此時(shí)剛好是單片機(jī)采樣 boot0 的時(shí)刻,那么單片機(jī)進(jìn)入串口下載程序也就不奇怪了。
到此,身為軟件工程師的責(zé)任結(jié)束了,我們已經(jīng)定位到有異常電平導(dǎo)致單片機(jī)工作不正常,此時(shí)就要由硬件工程師上場(chǎng)分析為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)異常電平了。
至于異常電平是如何產(chǎn)生的,又是如何解決的,就不是我們軟件工程師要了解的了,畢竟我們不是專(zhuān)業(yè)的。
總結(jié):
以上問(wèn)題,在第一次遇到時(shí),魚(yú)鷹確實(shí)一臉懵逼,但使用在線調(diào)試這個(gè)大殺器,再結(jié)合扎實(shí)的基礎(chǔ),解決起來(lái)也不是那么困難。但是對(duì)于其他人而言,可能就是一件毫無(wú)頭緒的事情,可能?chē)L試各種方法還是一無(wú)所獲,畢竟其他硬件都沒(méi)有問(wèn)題,只是 boot 引腳電平問(wèn)題,而我們平時(shí)一般不會(huì)關(guān)注它。
正因?yàn)槿绱耍看斡龅竭@種截圖,魚(yú)鷹都是讓他們檢查 boot 引腳再說(shuō)。
而今天魚(yú)鷹記錄這個(gè)問(wèn)題,就是希望讓更多人可以知道這個(gè)事(求轉(zhuǎn)發(fā)),從而更快的定位問(wèn)題。
希望今天這篇筆記對(duì)你有所啟發(fā),咱們下期再見(jiàn)!