單片機(jī)的三大秘境之揭秘 KEIL 調(diào)試那些不為人知的事
單片機(jī)的三大秘境之揭秘 KEIL調(diào)試那些不為人知的事
導(dǎo)讀：授人以魚(yú)不如授人以漁，為什么那些前輩們能快速定位問(wèn)題，這個(gè)系列的文章將揭秘 KEIL調(diào)試那些不為人知的事。
以下內(nèi)容更適用于 STM32單片機(jī)（51也支持部分）。掌握了它們將加速你的調(diào)試速度，不信嗎？試試看咯。
程序中最重要的是什么，數(shù)據(jù)。很多時(shí)候程序運(yùn)行有問(wèn)題和你的數(shù)據(jù)密切相關(guān)，如果你能實(shí)時(shí)觀察程序中的數(shù)據(jù)，你覺(jué)得如何？
數(shù)據(jù)分為兩種，一種是可變的，一種為不可變的。比如 RAM數(shù)據(jù)為可變的，FLASH數(shù)據(jù)為不可變的（實(shí)際上也能改變，不然你怎么把程序燒寫(xiě)到 FLASH中呢），還有一種極其特殊的存在：寄存器數(shù)據(jù)。
1、變量查看
首先說(shuō)說(shuō)可變數(shù)據(jù)的查看方式，比如你聲明的一些變量，可以通過(guò) Watch窗口查看。
通過(guò)以下方式可打開(kāi) Watch窗口（任選一個(gè)窗口打開(kāi)即可）：
在這里可以查看變量（這里選擇 Watch 1）：
是否發(fā)現(xiàn)上面的顯示不太對(duì)勁？>，這是啥意思？這個(gè)是說(shuō)明 KEIL無(wú)法找到這個(gè)變量。就我所知，有兩種情況會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象：
1)、這個(gè)變量不存在：有可能你之前聲明過(guò)這個(gè)變量，后來(lái)發(fā)現(xiàn)沒(méi)用到，刪除了。
2)、使用 static聲明的變量。
比如像這樣的:
如果是第二種情況，那么可以通過(guò)將程序運(yùn)行到使用該變量的地方，然后停止就可以查看了。
添加變量：
那么如何添加你需要查看的變量呢？通?？梢允褂萌缦路椒ǎ?/span>
1)、光標(biāo)處于變量位置，然后右擊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)界面，最后選擇添加到你需要的窗口：
2)、直接將你的變量拖到你的 Watch窗口（前提是你已經(jīng)打開(kāi)了 Watch窗口）：
3)、復(fù)制變量名，然后將變量名粘貼在窗口里面就可以了。
移除變量
能添加，也就能移除，可以通過(guò)以下方法移除你的變量（注意程序應(yīng)該處于停止?fàn)顟B(tài)）：
當(dāng)然還有一種方法就是直接刪除這個(gè)變量名，這也可以達(dá)到移除的效果。
如果你希望使用十進(jìn)制的方式顯示你的數(shù)據(jù)，那么試試去掉上面的 Hexadecimal Display勾選吧。
2、內(nèi)存查看
如果你想查看 FLASH的數(shù)據(jù)怎么辦？那么試試這個(gè)窗口：
比如說(shuō)你想看看 FLASH地址開(kāi)始處是什么數(shù)據(jù)，只要把 0x0800 0000輸入進(jìn)去后按回車鍵就可以了（注意數(shù)字中間沒(méi)有空格，只是為了看起來(lái)方便才用空格分開(kāi)的）：
四字節(jié)顯示不爽？那試試改變顯示格式吧，無(wú)符號(hào)，有符號(hào)，char、int、float……任你選（如果不想用十進(jìn)制表示，必須去掉 Decimal的勾選）：
如果需要修改某個(gè)地址的數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)上面的方式在某個(gè)數(shù)據(jù)上右擊后選擇修改（Modify）。
事實(shí)上，除了 FLASH數(shù)據(jù)，RAM數(shù)據(jù)也是可以通過(guò)它觀察的：
從這里可以看到，Memory在數(shù)據(jù)顯示上比 Watch窗口更強(qiáng)大，它可以對(duì)單片機(jī)上的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，缺點(diǎn)就是你不知道誰(shuí)是誰(shuí)了（沒(méi)有變量名顯示，只能靠地址分辨了）。
對(duì)于以上知識(shí)可能很多人都了解過(guò)，下面說(shuō)一說(shuō)一般人不知道的點(diǎn)：
對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，片上外設(shè)決定了你單片機(jī)的功能，所以多數(shù)情況下都需要查看外設(shè)寄存器的值，那么該如何查看呢？
通過(guò) Watch窗口就可以了。怎么做？
以最為常用的串口外設(shè)為例說(shuō)明：
之后你就可以看到寄存器的內(nèi)容了：
是不是很方便啊。那到底添加什么標(biāo)志符才能顯示出來(lái)呢？實(shí)際上這個(gè)標(biāo)志符就是那些外設(shè)宏定義了。怎么看？前面魚(yú)鷹說(shuō)過(guò)搜索也算一個(gè)調(diào)試功能，那你在工程內(nèi)搜索之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)定義：
明白了吧，你輸入的 USART1其實(shí)就是一個(gè)指針，然后 KEIL就會(huì)從這個(gè)地址里讀出數(shù)據(jù)并按照你的指針結(jié)構(gòu)體顯示出來(lái)。知道了這個(gè)，你應(yīng)該也就知道該如何查看 GPIO、SPI等外設(shè)了。
其實(shí)這里還有一個(gè)額外的好處，不知道你是否發(fā)現(xiàn)了。我們都知道，使用宏定義雖好，但它有一個(gè)很麻煩的地方，就是不能很直觀的知道這個(gè)值到底是多少，那么通過(guò)這個(gè)你也就可以知道 USART1的值就是 0x4001 3800了，也就是 USART1 外設(shè)基地址就是它：
事實(shí)上通過(guò) Memory窗口也是可以的：
只是沒(méi)有 Watch窗口那么直觀罷了。
那么為什么需要支持這兩種方式呢？我們知道有些變量空間非常大，比如串口緩存數(shù)組，可能有好幾K，如果你通過(guò) Watch窗口查看的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它會(huì)嚴(yán)重干擾你的程序運(yùn)行，表現(xiàn)情況就是數(shù)據(jù)刷新緩慢，但是通過(guò) Memory就不一樣了，相當(dāng)流暢。所以如果你要看大數(shù)據(jù)的話，用 Memory效果最好。
還有一個(gè)好處就是，它能隨時(shí)更改變量的顯示方式，比如說(shuō)你把一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)放在了四個(gè)字節(jié)數(shù)組變量中，那么我想查看這個(gè)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)是什么怎么辦，我不可能通過(guò)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式手工計(jì)算一下吧？如果你能計(jì)算出來(lái)還好，說(shuō)明你很厲害，但是萬(wàn)一不懂存儲(chǔ)格式或者計(jì)算錯(cuò)了呢？使用 Memory就不同了，你只要把這個(gè)數(shù)組的地址給它，然后設(shè)置顯示方式為浮點(diǎn)型就可以了，相當(dāng)方便。還有就是當(dāng)使用宏定義時(shí)，查看這個(gè)宏定義的值非常不方便，使用 Memory就可以輕松查看。
比如查看 USART1的 DR寄存器地址，在 Watch窗口顯示是這樣的：
如果你要知道 DR的地址，你就需要通過(guò)基地址 0x400 13800和偏移地址 0x04知道它的地址為 0x400 13804，即使用 Watch單獨(dú)查看 DR也是一樣：
但是通過(guò) Memory就是這樣的：
這里千萬(wàn)要注意的是要使用取地址符 &，否則它就變成了這樣：
外設(shè)地址怎么可能是0，所以肯定錯(cuò)了。
事實(shí)上你用 Watch也是可以的，但顯得比較詭異，會(huì)讓你覺(jué)得這是一個(gè)指針變量：
實(shí)際上它只是一個(gè)常量而已，并不是指針變量。
在這里你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些窗口支持運(yùn)算符，看這個(gè)：
還有這個(gè)：
變量的查看也是如此，是不是特別方便啊。需要注意的是，Watch窗口和 Memory都支持在線修改數(shù)據(jù)，對(duì)于需要臨時(shí)更改數(shù)據(jù)情況下非常有用。
