使用GCC/Eclipse开发STM32 Nucleo入门指南（三）

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我们来回顾一下在本系列的前两篇文章中做的事情。在第一篇文章中，我们配置了Eclipse和GCC用来在ARM Cortex平台建立应用程序。我们使用GNU ARM Eclipse插件为STM32 Nucleo板生成一个最小化但能工作的例程（简单的LED闪烁应用）。然后，我们使用ST的CubeMX工具为Nucleo板生成了正确的初始化代码。最后，我们使用ST-Link Utility将生成的二进制代码文件上载到目标MCU。在第二篇文章中，我们更深入的探讨了调试主题。我们配置了OpenOCD和GDB，允许我们的应用程序可以在Nucleo板上一步一步的执行。

在这篇文章中，我们将看到更多的调试工具，它们在调试固件过程中会非常有用。首先，我们将安装Eclipse插件，允许我们查看内部的MCU寄存器。然后，我们将看到如何配置ARM半主机，其属于ARM CMSIS框架的一项功能，允许将来自目标MCU的信息打印输出到OpenOCD的控制台。

安装EmbSysRegView

当我们进行在线调试目标MCU的固件时，检查MCU寄存器是非常有用的，特别是如果我们使用集成的外设如UART、SPI、CAN等等。像STM32F4之类的高级微控制器有非常多的内部寄存器。它们有不同的配置信息。例如，物理PIN可以有几个通过使用专用寄存器的不同设置启用的逻辑函数。EMBedded SYStems REGister VIEW（以下简称EmbSysRegView）是一个非常好的Eclipse插件，允许访问ARM Cortex MCU的内部的存储器映射寄存器。按照以下步骤安装插件。

转到Help->Eclipse Marketplace...，然后在Find文本框输入EmbSysRegView。当插件显示时，点击“Install”。

在下个页面，勾选所有的选项，然后点击“Confirm”。

在下个页面，接受许可，然后点击“Finish”。Eclipse将在一段时间后完成安装。重新启动IDE。

现在我们需要为目标MCU配置EmbSysRegView（我的NUCLEO板的MCU是STM32F401RE）。转到Window-> Preferences，然后转到C/C++->Debug->EmbSys Register View并且选择你的控制器，如下图所示。

接下来，调试我们的test1工程（在第一篇文章中我们创建的测试项目）。为显示EmbSysRegView控制台，转到Window->Show View->Other.... ，在选择对话框，转到Debug，然后选择EmbSys Registers。单击“OK”。

EmbSysRegView控制台显示在底部区域，如下所示。

EmbSysRegView插件是非常直观的。然我们来看一个例子。打开BlinkLed.c文件，并在第23行插入一个断点，该断点位于blink_led_init()函数里面，在函数中对PortA端口进行了配置使得第5引脚作为输出端口（Nucleo板的LED LD2连接到该引脚）。

点击Eclipse工具栏的运行图标。当执行自动停止在该条指令时，打开EmbSysRegView控制台，然后选择GPIO->GPIOA项。默认晴空下，查看寄存器功能是禁用的（可以通过看图标来辨别 - 当查看禁用时，图标是灰色的，否则是绿色的）。

在靠近寄存器名字的图标上双击。图标转成绿色。

现在，我们来单击StepOver图标，运行第23行的指令。EmbSysRegView将会显示MODER5寄存器已经改变了状态。

如果你点击一个寄存器，也可以改变它的值。例如。我们将MODER5寄存器从0x01恢复到0x00，LED LD2停止闪烁，因为该引脚现在配置成了输入引脚。只有当固件暂停执行时才能更改寄存器的值。

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如何使用ARM Semihosting打印信息

在固件开发过程中，打印输出信息对于理解固件的执行情况是非常有用的。有时候，为了理解程序是否工作正常，打印变量的内容是很重要的。Arduino提供了这个功能，可以使用嵌入的虚拟串口。这个操作对于Nucleo板也是可以的，因为它也提供了一个专用的虚拟串口。但是，对于这种类型的操作，ARM CMSIS框架（集成在STM32Cube库里面）提供了专用的机制：semihosting（半主机）。ARM semihosting是一种远程过程调用。例如，Nucleo MCU调用printf（）函数时，实际上有效的执行是发生在开发板连接的PC上。这样允许从特定的硬件（视频终端、键盘等）以及控制代码（设备驱动程序）分离出来。STM32微控制器上运行的代码只响应PC通过OpenOCD传递过来的参数。让我们来看一个例子。为了简单起见，我们将开始一个新的工程，并且在项目向导中使用下列选项。

当工程生成后，看一下main.c文件。你会注意到使用了trace_XXX函数。这些函数使用了ARM semihosting来有效的打印信息到OpenOCD的控制台。为了测试该工程，我们需要正确配置_initialize_hardware.c文件的configure_system_clock()函数里面的时钟，以及BlinkLed.h里面的LED LD2端口，如本系列教程的第一篇文章所示。另外，我们需要创建调试配置，如第二部分看到的。而且，我们需要在GDB配置中添加指令，以使能监视ARM semihosting，如下图所示：

该监控命令是一个前缀命令，用来从GDB传输剩余的指令到OpenOCD，并且使用4444 TCP端口。这意味着，OpenOCD将会受到使能semihosting的指令“arm semihosting enable”。

现在可以开始调试测试应用程序了。你会在OpenOCD的控制台看到main()函数打印的信息，如下图所示：

这篇文章结束了这一系列关于如何使用Eclipse、GCC为STM32 Nucleo板建立完整工作的工具链环境的教程。即使我们具体针对的是Nucleo开发板，对于STM32探索平台，这些指令仍然有效。你只需要正确配置具体的硬件，但是我认为，我给出的这些指令已经足以让每个人都能正确设置工作环境。