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Keil教程(2)

作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:x  更新時間:2007年09月12日   【字體:

Keil 的調試命令、在線匯編與斷點設置

上一講中我們學習了如何建立工程、匯編、連接工程,并獲得目標代碼,但是做到這一 步僅僅代表你的源程序沒有語法錯誤,至于源程序中存在著的其它錯誤,必須通過調試才能 發現并解決,事實上,除了極簡單的程序以外,絕大部份的程序都要通過反復調試才能得到 正確的結果,因此,調試是軟件開發中重要的一個環節,這一講將介紹常用的調試命令、利 用在線匯編、各種設置斷點進行程序調試的方法,并通過實例介紹這些方法的使用。

一、常用調試命令
在對工程成功地進行匯編、連接以后,按 Ctrl+F5 或者使用菜單 Debug->Start/Stop Debug Session 即可進入調試狀態,Keil 內建了一個仿真 CPU 用來模擬執行程序,該仿真 CPU 功 能強大,可以在沒有硬件和仿真機的情況下進行程序的調試,下面將要學的就是該模擬調試 功能。不過在學習之前必須明確,模擬畢竟只是模擬,與真實的硬件執行程序肯定還是有區 別的,其中最明顯的就是時序,軟件模擬是不可能和真實的硬件具有相同的時序的,具體的 表現就是程序執行的速度和各人使用的計算機有關,計算機性能越好,運行速度越快。

進入調試狀態后,界面與編緝狀態相比有明顯的變化,Debug 菜單項中原來不能用的命 令現在已可以使用了,工具欄會多出一個用于運行和調試的工具條,如圖 1 所示,Debug 菜 單上的大部份命令可以在此找到對應的快捷按鈕,從左到右依次是復位、運行、暫停、單步、 過程單步、執行完當前子程序、運行到當前行、下一狀態、打開跟蹤、觀察跟蹤、反匯編窗 口、觀察窗口、代碼作用范圍分析、1#串行窗口、內存窗口、性能分析、工具按鈕等命令。

? 圖 1  調試工具條
學習程序調試,必須明 確兩個重要的概念,即單步執行與全速運行。全速執行 是指一行程序執行完以后緊

接著執行下一行程序,中間不停止,這樣程序執行的速度很快,并可以看到該段程序執行的總體效果,即最終結果正確 還是錯誤,但如果程序有錯,則難以確認錯誤出現在哪些程 序行。單步執行是每次執行一行程序,執行完該行程序以后 即停止,等待命令執行下一行程序,此時可以觀察該行程序 執行完以后得到的結果,是否與我們寫該行程序所想要得到 的結果相同,借此可以找到程序中問題所在。程序調試中, 這兩種運行方式都要用到。

使用菜單 STEP 或相應的命令按鈕或使用快捷鍵 F11 可 以單步執行程序,使用菜單 STEP OVER 或功能鍵 F10 可以 以過程單步形式執行命令,所謂過程單步,是指將匯編語言 中的子程序或高級語言中的函數作為一個語句來全速執行。


圖 2  調試窗口



按下 F11 鍵,可以看到源程序窗口的左邊出現了一個黃色調試箭頭,指向源程序的第一行,如圖 2 所示。每按一次 F11,即執行該箭頭所指程序行,然后箭頭指向下一行,當箭頭 指向 LCALL   DELAY 行時,再次按下 F11,會發現,箭頭指向了延時子程序 DELAY 的第 一行。不斷按 F11 鍵,即可逐步執行延時子程序。

通過單步執行程序,可以找出一些問題的所在,但是僅依靠單步執行來查錯有時是困難 的,或雖能查出錯誤但效率很低,為此必須輔之以其它的方法,如本例中的延時程序是通過

將 D2: DJNZ    R6,D2 這一行程序執行六萬多次來達到延時的目的,如果用按 F11 六萬多

次的方法來執行完該程序行,顯然不合適,為此,可以采取以下一些方法,第一,用鼠標在 子程序的最后一行( ret)點一下,把光標定位于該行,然后用菜單 Debug->Run to Cursor line

(執行到光標所在行),即可全速執行完黃色箭頭與光標之間的程序行。第二,在進入該子

程序后,使用菜單 Debug->Step Out of Current Function(單步執行到該函數外),使用該命令 后,即全速執行完調試光標所在的子程序或子函數并指向主程序中的下一行程序(這里是 JMP   LOOP 行)。第三種方法,在開始調試的,按 F10 而非 F11,程序也將單步執行,不同 的是,執行到 lcall            delay 行時,按下 F10 鍵,調試光標不進入子程序的內部,而是全速 執行完該子程序,然后直接指向下一行“JMP   LOOP”。靈活應用這幾種方法,可以大大提 高查錯的效率。

二、在線匯編

?
在進入 Keil 的調試環境以后,如果發現程序有錯,可以直接對源程序進行修改,但是 要使修改后的代碼起作用,必須先退出調試環境,重新進行編譯、連接后再次進入調試,如 果只是需要對某些程序行進行測試,或僅需對源程序進行臨時的修改,這樣的過程未免有些 麻煩,為此 Keil 軟件提供了在線匯編的能力,將光標定位于需要修改的程序行上,用菜單 Debug->Inline  Assambly… 即可出現如

圖 3 的對話框,在 Enter  New 后面的 編緝框內直接輸入需更改的程序語

句,輸入完后鍵入回車將自動指向下 一條語句,可以繼續修改,如果不再 需要修改,可以點擊右上角的關閉按鈕關閉窗口。



三、斷點設置

圖 3  在線匯編窗口

程序調試時,一些程序行必須滿足一定的條件才能被執行到(如程序中某變量達到一定

的值、按鍵被按下、串口接收到數據、有中斷產生等),這些條件往往是異步發生或難以預 先設定的,這類問題使用單步執行的方法是很難調試的,這時就要使用到程序調試中的另一 種非常重要的方法——斷點設置。斷點設置的方法有多種,常用的是在某一程序行設置斷點, 設置好斷點后可以全速運行程序,一旦執行到該程序行即停止,可在此觀察有關變量值,以 確定問題所在。在程序行設置/移除斷點的方法是將光標定位于需要設置斷點的程序行,使 用菜單 Debug->Insert/Remove BreakPoint 設置或移除斷點(也可以用鼠標在該行雙擊實現同 樣的功能);Debug->Enable/D isable   Breakpoint  是開啟或暫停光標所在行的斷點功能; Debug->Disable All Breakpoint 暫停所有斷點;Debug->Kill All BreakPoint 清除所有的斷點設 置。這些功能也可以用工具條上的快捷按鈕進行設置。

除了在某程序行設置斷點這一基本方法以外,Keil 軟件還提供了多種設置斷點的方法,

按 Debug->Breakpoints… 即出現一個對話框,該對話框用于對斷點進行詳細的設置,如圖 4

所示。

圖 4 中 Expression 后的編緝框內用于輸入表達式,該表達式用于確定程序停止運行的條 件,這里表達式的定義功能非常強大,涉及到 Keil 內置的一套調試語法,這里不作詳細說 明,僅舉若干實例,希望讀者可以舉一反三。

1) 在 Experssion 中鍵入 a==0xf7,再點擊 Define 即定義了一個斷點, 注意,a 后有兩 個等號,意即相等。該表達式的含義是:如果 a 的值到達 0xf7 則停止程序運行。除

使用相等符號之外,還可以使用>,>=,<,<=,!=(不等于),&(兩值按位與),&&(兩

值相與)等運算符號。

2) 在 Experssion 后中鍵入 Delay 再點擊 Define,其含義是如果執行標號為 Delay 的行 則中斷。

?
3) 在 Experssion 后中鍵入 Delay,按 Count 后的微調按鈕,將值調到 3,其意義是 當第三次執行到 Delay 時才停止程序運 行。

4) 在  Experssion   后鍵入  Delay ,在                     

Command   后鍵入 printf(“SubRoutine

‘Delay’has  been  Called\n”)主程序每次 調用 Delay 程序時并不停止運行,但會 在輸出窗口 Command  頁輸出一行字 符,即 SubRoutine   ‘Delay’ has   been Called。其中“\n”的用途是回車換行, 使窗口輸出的字符整齊。

5) 設置斷點前先在輸出窗口的 Command

頁中鍵入 DEFINE int I,然后在斷點設


圖 4  斷點設置對話框

置時同 4),但是 Command 后鍵入 printf(“SubRoutine  ‘Delay’ has  been  Called  %d times\n”,++I),則主程序每次調用 Delay 時將會在 Command 窗口輸出該字符及被調 用的次數,如 SubRoutine ‘Delay’has been Called 10 times。

對于使用 C  源程序語言的調試,表達式中可以直接使用變量名,但必須要注意,設置

時只能使用全局變量名和調試箭頭所指模塊中的局部變量名。

四、實例調試

為進行程序的調試,我們首先給源程序制造一個錯誤,將延時子程序的第三行“DJNZ R6,$”后的$改為 D1,然后重新編譯,由于程序中并無語法錯誤,所以編譯時不會有任何出 錯提示,但由于轉移目的地出錯,所以子程序將陷入無限循環中。

進入調試狀態后,按 F10 以過程單步的形式執行程序,當執行到 LCALL DELAY 行時,

程序不能繼續往下執行,同時發現調試工具條上的 Halt  按鈕變成了紅色,說明程序在此不 斷地執行著,而我們預期這一行程序執行完后將停止,這個結果與預期不同,可以看出所調 用的子程序出了差錯。為查明出錯原因,按 Halt 按鈕使程序停止執行,然后按 RST 按鈕使 程序復位,再次按下 F10 單步執行,但在執行到 LCALL  DELAY 行時,改按 F11 鍵跟蹤到

子程序內部(如果按下 F11 鍵沒有反應,請在源程序窗口中用鼠標點一下),單步執行程序,

可以發現在執行到“DJNZ    R6,D1”行時,程序不斷地從這一行轉移到上一行,同時觀察 左側的寄存器的值,會發現 R6 的值始終在 FFH 和 FEH 之間變化,不會減小,而我們的預 期是 R6 的值不斷減小,減到 0 后往下執行,因此這個結果與預期不符,通過這樣的觀察, 不難發現問題是因為標號寫錯而產生的,發現問題即可以修改,為了驗證即將進行的修改是

否正確,可以先使用在線匯編功能測試一下。把光標定位于程序行

“DJNZ                             R6,D1”,打開

在線匯編的對話框,將程序改為“DJNZ  R7,0EH”,即轉回本條指令所在行繼續執行,其中

0EH 是本條指令在程序存儲器中的位置,這個值可以通過在線匯編窗口看到,如圖 3 所示。 然后關閉窗口,再進行調試,發現程序能夠正確地執行了,這說明修改是正確的。注意,這 時候的源程序并沒有修改,此時應該退出調試程序,將源程序更改過來,并重新編譯連接,

以獲得正確的目標代碼。

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