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Topic: Arduino 的debug 调试以及相关问题 (Read 2897 times) previous topic - next topic

greenwolf

写在前面
很长一段时间以来,Arduino的开发基本都是在Arduino-IDE下完成(即官方开发工具),其优点就不再详述了,缺点显而易见,无法进行调试,当然对于简单的程序,也没有必要进行调试,串口打印出来看一下就可以了,但是当需要进行复杂程序开发或者BT功能开发的时候调试工作在所难免。以下仅对Arduino的调试环节与大家分享,如果错误之处还请大家指正。
如需转载,请标明原文出处。

开发环境
   日下arduino的应用如火如荼,支持arduino的开发工具也越发的多了,常见的例如sublime text 、Microsoft Visual Studio、Atmel Studio等。对于调试工作以下以Atmel Studio和Microsoft Visual Studio进行说明。
                
使用插件调试(Visual Micro Arduino Studio)
   不难看出Atmel Studio和Microsoft Visual Studio 都是一伙人开发的,整个开发界面方式非常相似,也都对Arduino进行了很好的支持。这里一并描述。
配置环境
首先打开开发软件,在菜单-工具-扩展与更新(英文版自行对照)
                 
找到Arduino ide for visual studio ,找不到就在右边搜索栏里直接输入Arduino,点击安装即可。
安装完成后就会菜单中就会出现vMicro选项。
当然Arduino 官方IDE软件也不能少 安装完后即可。
点击菜单-vMicro-Visual Micro Explorer 对Arduino 路径进行设置
                 
IDE 和 Board中选择好自己的版本和板子、芯片型号
以上步骤网上很多详细介绍。
特别说明:这个插件是付费的,不掏钱是不能进行调试的,可以根据自己情况选择一年的或者不限期的,20-45美刀 支持支付宝付款(实时汇率)。选择Non-commercial/student 就可以啦 土豪就无所谓了。
掏钱了,就能收到 license key ,这里就不啰嗦了。
 
开始调试
打开Arduino project (选择一个arduino 文件进行调试,如果要从头开发就新建一个,该起名起名该保存保存)。
   
设置断点
根据vMicro官方说明断点设置有一点要求,可能和我们平时的设置有点差异。原文地址http://www.visualmicro.com/page/User-Guide.aspx?doc=Debugging-Walkthrough-3.html
         
要想显示数据需要进行设置
在断点处右键-条件/执行
注:如果要查看LOOP内的数据时,最好设置一下断点触发条件,否则你会烦死的。
           
这里输入完,按回车就可以了
这个说明一下,设置条件的意义就是 当收到的这个字符串长度大于0 的时候再显示出这个字符串的值,然后停在这里别跑,如果选择了继续执行,程序就继续该干嘛干嘛去了。
如果要显示好几个数据值{数据A}{数据B}……这样就可以。如果这个要查看的数据写错了或者在当前位置非法,编译的时候就会报错。
硬件连接和设置
说完软件说硬件,不管是开发板还是自己的板子,调试需要串口接入,这里可以设置烧写和调试分别使用什么接口。
点击vMirco-Uploader,如果打算用串口烧写就选择好串口,当然你的板子需要支持串口写入(需要bootloader),如果打算使用别的烧写器就在programmer中选择对应的烧写器,可以勾选一直使用烧写器烧写的选项。
         
在调试选项中设置调试串口信息
vMirco-Debugger-Override Local Port / Speed
勾选Automatic Debugging 可以直接进入调试模式
     
串口无所谓是板载USB转232 还是RX TX 引出了再接USB-232 都可以
开始调试
点击vMirco-Build & Upload
等烧写完成后就进入了调试模式,这个时候串口窗口会打开
     
这里我们在串口发送一些数据,看一下断点处的情况,按回车发送   
此时 程序暂停在了断点位置,并把获取的信息显示出来
vMirco中Continue/Step Next 也会亮起,如果设置多个断点,点击即可进行下一步跟踪。
   
这里特别说明一下串口调试窗口中CStr按钮,vMirco官网给出了详细说明,原文地址http://www.visualmicro.com/page/User-Guide.aspx?doc=Serial-Monitor.html
这里可以输入带有格式符的内容,特别说明一下
 
如果输入了特殊字符数据将会显示乱码,不会影响程序正常解析,只是你看不到。
     
     
关闭串口或者点击vMirco-Stop Debug就可以结束调试。
使用Atmel-ICE进行调试
Arduino毕竟使用的还是Atmel的芯片,自从microchip收购了Atmel之后,对这一部分的扶持力度也有加强,之前大家总是说Arduino只能当玩具玩,做项目还是SMT32,现在官方给出的说法是Atmel的稳定性其实更适合工业环境(来自官方的说法)。在我看,使用什么系统搭建平台,完全取决于开发成本,这里说的成本包括开发的时间成本、开发配套的成本以及BOM成本,至于能不能胜任项目需求,我想各大厂家都会有相应的芯片可以选择。
Atmel-ICE 官方报价RMB594.31
 
BASIC版本就可以了 FULL KIT里面只多了很多接口,可以根据自己情况购买 ,这里使用的是328P的芯片,只有ICSP接口,所以只能使用6Pin的ISP线。
特别说明一下,Atmel-ICE自己没有供电,板子需要单独供电(引用togke(弘毅)老大的话"带供电的都是土路子,人家大厂的从来不带供电")
硬件连接与设置
Atmel-ICE Basic 配线一边10Pin 一边 6Pin ,10Pin接在对应的AVR接口,6Pin接到板子的ICSP接口
     
 
这里注意线序,别插反了。
打开Atmel Studio 菜单中选择工具-Device Programming。
 
Tool中选择Atmel-ICE,芯片型号,点击Apply,程序会读出芯片相关信息。
 
点击Device signature 下方的Read (这一步很关键如果失败则无法进行后续工作),将会显示芯片当前的状态信息,以及内存、熔断标记。
   
在vMirco中Uploader-Programmer,选择Atmel Studio ATMEL-ICE (ISP),Debugger中选择Atmel Studio Debugger 。
 
点击菜单调试-最下方程序Properties…
 
Tool选项卡中 Selected debugger/programmer 中选择Atmel-ICE
Interface 选择debugWIRE(ISP模式不能调试只可以烧写程序)
 
点击菜单调试-Start Debugging and Break 当然点击Continue 或者逐语句、逐过程、运行到光标处 都可以。
 
程序会弹出提示,修改DWEN标记,因为这里使用了debugWIRE方式进行调试,具体介绍网上很多,有兴趣的自行学习。这里只能同意。确认OK
   
开始调试
 
注:这里调试的文件不再是原来的ino文件而是cpp,设置断点。
 
这里就可以使用任何一个串口调试工具进行数据发送。
程序停到断点处,我们可以添加监视
 
右键要查看的变量选择添加监视
 
下方就可以显示对应变量的相应信息,如果操作内存右侧可以看到相应的变化
 
在Atmel-debugger 工具栏选项卡中可以查看IO引脚相应的数据变化
 
结束调试
结束调试的时候一点要点击菜单调试-Disable debugWIRE and Close按钮,否则后果DWEN标记为不能被改回。原因很简单debugWIRE占用了芯片的Reset引脚进行调试。
 
官方给出了明确说明
 
注:如果很不幸,没有按照标准作业操作,后面将无法在进行烧写操作,解决方案,打一个断点记得在cpp文件中,然后使用逐语句、逐过程、运行到光标处 都可以当开始调试的时候点击停止调试或者Disable debugWIRE and Close按钮进行挽回。之后最好再查看一下熔断标记位,将DWEN去掉。
 
再次调试
有时会出现正常结束调试完后,需要再次进行调试时报错的现象
 
解决方案,熔断位正确时,板子断点,重启在进行调试即可。
结束语
感谢togke(弘毅)的答疑解惑,祝愿使用Arduino的朋友2018年0 bug。

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