单片机的三大秘境之揭秘 KEIL 调试那些不为人知的事

单片机的三大秘境之揭秘 KEIL调试那些不为人知的事

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导读：授人以鱼不如授人以渔，为什么那些前辈们能快速定位问题，这个系列的文章将揭秘 KEIL调试那些不为人知的事。

以下内容更适用于 STM32单片机（51也支持部分）。掌握了它们将加速你的调试速度，不信吗？试试看咯。

程序中最重要的是什么，数据。很多时候程序运行有问题和你的数据密切相关，如果你能实时观察程序中的数据，你觉得如何？

数据分为两种，一种是可变的，一种为不可变的。比如 RAM数据为可变的，FLASH数据为不可变的（实际上也能改变，不然你怎么把程序烧写到 FLASH中呢），还有一种极其特殊的存在：寄存器数据。

1、变量查看

首先说说可变数据的查看方式，比如你声明的一些变量，可以通过 Watch窗口查看。

通过以下方式可打开 Watch窗口（任选一个窗口打开即可）：

在这里可以查看变量（这里选择 Watch 1）：

是否发现上面的显示不太对劲？>，这是啥意思？这个是说明 KEIL无法找到这个变量。就我所知，有两种情况会出现这种现象：

1)、这个变量不存在：有可能你之前声明过这个变量，后来发现没用到，删除了。

2)、使用 static声明的变量。

比如像这样的:

如果是第二种情况，那么可以通过将程序运行到使用该变量的地方，然后停止就可以查看了。

添加变量：

那么如何添加你需要查看的变量呢？通常可以使用如下方法：

1)、光标处于变量位置，然后右击会出现一个界面，最后选择添加到你需要的窗口：

2)、直接将你的变量拖到你的 Watch窗口（前提是你已经打开了 Watch窗口）：

3)、复制变量名，然后将变量名粘贴在窗口里面就可以了。

移除变量

能添加，也就能移除，可以通过以下方法移除你的变量（注意程序应该处于停止状态）：

当然还有一种方法就是直接删除这个变量名，这也可以达到移除的效果。

如果你希望使用十进制的方式显示你的数据，那么试试去掉上面的 Hexadecimal Display勾选吧。

2、内存查看

如果你想查看 FLASH的数据怎么办？那么试试这个窗口：

比如说你想看看 FLASH地址开始处是什么数据，只要把 0x0800 0000输入进去后按回车键就可以了（注意数字中间没有空格，只是为了看起来方便才用空格分开的）：

四字节显示不爽？那试试改变显示格式吧，无符号，有符号，char、int、float……任你选（如果不想用十进制表示，必须去掉 Decimal的勾选）：

如果需要修改某个地址的数据，也可以通过上面的方式在某个数据上右击后选择修改（Modify）。

事实上，除了 FLASH数据，RAM数据也是可以通过它观察的：

从这里可以看到，Memory在数据显示上比 Watch窗口更强大，它可以对单片机上的所有数据进行查看，缺点就是你不知道谁是谁了（没有变量名显示，只能靠地址分辨了）。

对于以上知识可能很多人都了解过，下面说一说一般人不知道的点：

对于单片机来说，片上外设决定了你单片机的功能，所以多数情况下都需要查看外设寄存器的值，那么该如何查看呢？

通过 Watch窗口就可以了。怎么做？

以最为常用的串口外设为例说明：

之后你就可以看到寄存器的内容了：

是不是很方便啊。那到底添加什么标志符才能显示出来呢？实际上这个标志符就是那些外设宏定义了。怎么看？前面鱼鹰说过搜索也算一个调试功能，那你在工程内搜索之后就会发现这个定义：

明白了吧，你输入的 USART1其实就是一个指针，然后 KEIL就会从这个地址里读出数据并按照你的指针结构体显示出来。知道了这个，你应该也就知道该如何查看 GPIO、SPI等外设了。

其实这里还有一个额外的好处，不知道你是否发现了。我们都知道，使用宏定义虽好，但它有一个很麻烦的地方，就是不能很直观的知道这个值到底是多少，那么通过这个你也就可以知道 USART1的值就是 0x4001 3800了，也就是 USART1 外设基地址就是它：

事实上通过 Memory窗口也是可以的：

只是没有 Watch窗口那么直观罢了。

那么为什么需要支持这两种方式呢？我们知道有些变量空间非常大，比如串口缓存数组，可能有好几K，如果你通过 Watch窗口查看的话，你会发现它会严重干扰你的程序运行，表现情况就是数据刷新缓慢，但是通过 Memory就不一样了，相当流畅。所以如果你要看大数据的话，用 Memory效果最好。

还有一个好处就是，它能随时更改变量的显示方式，比如说你把一个浮点数据放在了四个字节数组变量中，那么我想查看这个浮点数据是什么怎么办，我不可能通过浮点数据的存储格式手工计算一下吧？如果你能计算出来还好，说明你很厉害，但是万一不懂存储格式或者计算错了呢？使用 Memory就不同了，你只要把这个数组的地址给它，然后设置显示方式为浮点型就可以了，相当方便。还有就是当使用宏定义时，查看这个宏定义的值非常不方便，使用 Memory就可以轻松查看。

比如查看 USART1的 DR寄存器地址，在 Watch窗口显示是这样的：

如果你要知道 DR的地址，你就需要通过基地址 0x400 13800和偏移地址 0x04知道它的地址为 0x400 13804，即使用 Watch单独查看 DR也是一样：

但是通过 Memory就是这样的：

这里千万要注意的是要使用取地址符 &，否则它就变成了这样：

外设地址怎么可能是0，所以肯定错了。

事实上你用 Watch也是可以的，但显得比较诡异，会让你觉得这是一个指针变量：

实际上它只是一个常量而已，并不是指针变量。

在这里你会发现，这些窗口支持运算符，看这个：

还有这个：

变量的查看也是如此，是不是特别方便啊。需要注意的是，Watch窗口和 Memory都支持在线修改数据，对于需要临时更改数据情况下非常有用。

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