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      如何通過串口在Windows上進行顯示調試信息

      電子設計 ? 2018-11-01 09:42 ? 次閱讀

      1 ROM版本目標系統的調試問題

      一般的目標系統在開發工具環境下的調試并不困難,但最終系統必須脫離開發工具獨立運行,即使在開發工具環境下完全正常的系統,ROM版本也往往會出現各種問題。原因有兩人:一是開發工具硬件環境和最終的目標硬件環境不完全相同;二是外部因素不同,實驗室中無法模擬現場的很多外部條件。對于硬件的調試,可以使用示波器等儀器;對于軟件的調試,一般方法則是顯示軟件運行中的各種信息(如變量)。

      如何通過串口在Windows上進行顯示調試信息

      我們知道,C語言中的“printf()”函數是學習C語言的人最了解和熟悉的一個函數。很多C語言教材一開始就以顯示“hello word”字符串來描述C語言的基本特片,其中唯一的語句就是調用“printf ()”函數。雖然該函數可以在屏幕上輸出信息,但一般的用戶軟件中只在調試時用它來顯示某些中間變量的結果,一旦程序調試完成,就將其刪除了,真正的應用信息(如菜單字符等)顯示往往其他的輸出函數。對于使用和學習C語言的程序員來說,printf()由于可以同時輸出不同類型的數據,因此,它的使用是軟件調試的重要手段之一。

      在TURBO C2.0編譯器中,printf()函數的實現依賴于操作系統。在嵌入式系統中,往往沒有操作系統或者操作系統不提供這個功能,也可能沒有顯示輸出部件,或顯示設備的空間有限,只能用于顯示應用信息。最常用的方法是通過目標系統的一個串口將信息發送給PC機來顯示,PC機上可以使用Windows的“超級終端”軟件接受和顯示信息,如圖1所示。

      這種系統的硬件很簡單,我們只說明軟件的實現方法。為此,我們必須設計專用的、可以顯示各種數據類型的printf()函數,以達到從串口或其他途徑輸出信息的目的。一般的C函數不同,printf()函數的參數數量和類型是可變的,這是編寫該函數的難點。要解決這個難是,必須先了解C函數參數傳遞的原理。

      2 C函數的參數傳遞原理

      C語言是一種計算機程序設計語言。它既具有高級語言的特點,又具有匯編語言的特點。它可以作為工作系統設計語言,編寫系統應用程序,也可以作為應用程序設計語言,編寫不依賴計算機硬件的應用程序。因此,它的應用范圍廣泛,不僅僅是在軟件開發上,而且各類科研都需要用到C語言,具體應用比如單片機以及嵌入式系統開發。

      C語言? avr單片機c語言高級程序設計是一種成功的系統描述語言,用C語言開發的UNIX操作系統就是一個成功的范例;同時C語言又是一種通用的程序設計語言,在國際上廣泛流行。世界上很多著名的計算公司都成功的開發了不同版本的C語言,很多優秀的應用程序也都使用C語言開發的,它是一種很有發展前途的高級程序設計語言。

      在大部分情況下,C語言是通過堆棧存儲器來傳遞參數(也有例外,C51的小模式則通過寄存器傳遞參數)。對于非指針類型,傳遞的不是原來類型的數據,而是對參數進行了類型轉換,如字符類型(char)變成整型(int)拷貝到堆棧中、浮點類型(float)變成雙精度類型(double),如表1所列。表1中未列出的,則沒有轉換[4]。

      表1

      如何通過串口在Windows上進行顯示調試信息

      對于像字符數組之類的指針參數,是將指針拷貝到堆棧中,而不是將數組中的所有內容傳送到堆棧中。比如,對函數fun(char *str,int i,float &a)的調用:

      char str[10]=“welcome”;

      int i=100; float a=1.14;

      ……

      fun(str,i,&a);

      各個參烽str,i在堆棧中按先右后左的次序存放,表2所列為調用函數fun( )開始時堆棧中的參數存放情況。此時函數fun()的代碼上尚未執行,函數中的局部變量也是在堆棧中,所以在函數執行結束后,局部變量將消失。

      表2 函數調用時的參數在堆棧中的存儲情況(X86環境)

      如何通過串口在Windows上進行顯示調試信息

      表2說明了兩個問題:第一個問題是,每個參數在堆棧中的存儲長度和參數的類型有關。對于指針類型參數,參數長度和編譯模式有關:大模式下,地址包括段地址和偏移地址,共4字節;而小模式下,地址只有段內偏移,占2字節。第二個問題是,如果知道其中的一個參數地址和參數的類型,則可以得到任意參數的數值,并不需要知道參數的名稱。比如在函數fun()中,可用以下代碼顯示各個參數的內容:

      void fun(char *str,int i,float *a)

      {

      void *p

      p=&str;

      printf("str=%s",str); p=(char **)p+1;

      printf("i=%d" ((int*)p));p=(int *)p+1;

      printf("i=%d" *((float *)p));

      }

      3 PC機上的printf()函數的設計實現

      現在,可以編寫自己的printf()函數了。以下給出TC20編譯環境下的具體實現代碼,在其他環境下,可以根據該原理進行移植。也可以按位顯示二進制數。對于其他類型,讀者可以根據需要增刪。

      在實際應用中,可以修改其中的putchar()函數,將字符發到串口,就可以達到上述目的了。這里我們編寫的函數還增加了數字的二進制顯示,這對于很多位域應用是很有用處的。

      /*printf()函數的實現代碼,為和庫函數區別,特在各函數前增加前綴“my”*/

      void myprintf(char *fmt,…)

      {

      void *p;

      char ch;

      p=&fmt;p=(char**)p+1;/*指向堆棧中的下一個參數*/

      while(1){

      while((ch=*fmt++)!='%'{/*讀入格式字符串*/

      if(ch= ='0')return;

      putchar(ch);

      };

      ch=*fmt++;

      switch(ch){ /*格式字符分析*/

      /*因為字符參數傳遞時也轉換成整形參數傳遞,故同樣處理*/

      case 'c':

      case'd':

      case'x':

      case'0':

      case'b':

      if(ch= ='c')myputchar(*(int *)p));

      if(ch= ='d')myprintn(*((int *)p),10);

      if(ch= ='x')myprintn(*((int *)p),16);

      if(ch= ='o')myprintn(*((int *)p),8);

      if(ch= ='b')myprintn(*((int *)p),2);

      p=(int)p+1; /*指針移動*/

      break;

      case's':

      myputs(*((char **)p));

      p=(char **)p+1; /*指針移動*/

      break;

      default;

      };

      }

      }

      void myputs(char str) /*顯示一個字符*/

      {

      while((*str)!='0')myputchar('str++);

      }

      /*顯示任意進制的數值,b為二、八、十、十六等進制數*/

      void myprintn(int,n,int b)

      {

      if(b= =16){ myprintx(n); return; }

      if(n<0){ myputchar('-'); n=-n; };

      if(n/b)

      myprintn(n/b,b);

      myputchar(n%b+'0');

      }

      void myprintx(int n) /*以十六進制顯示1個數字*/

      {

      signed char i;

      for(i=3;i>=0;i--)

      if(((n》i*4)&0x0f)>=10)

      /*當10,11…時,顯示'a','b',…'f',*/

      myputchar(((n》i*4)&0x0f)-10+'a');

      else myputchar(((n》i*4)&0x0f)+'0');

      }

      /*

      *在很多嵌入式系統中,并不存在PC一樣的標準顯示設備,

      *通過修改該函數,可以將字符“ch”發送到串口,或者目

      *標系統中的LED、LCD等顯示器件。這樣,就可以在脫

      *離開發系統情況下顯示調試信息,從而調試目標系統的軟

      *件或硬件。

      */

      void myputchar(int ch)

      {

      ……;/*此函數可供修改,將字符“ch”送到SBUF或其他顯示器件就可以了*/

      }

      4 超級終端軟件的使用

      超級終端,即計算機顯示終端,是計算機系統的輸入、輸出設備。計算機顯示終端伴隨主機時代的集中處理模式而產生,并隨著計算技術的發展而不斷發展。迄今為止,計算技術經歷了主機時代、PC時代和網絡計算時代這三個發展時期,終端與計算技術發展的三個階段相適應,應用也經歷了字符啞終端、圖形終端和網絡終端這三個形態。超級終端是一個通用的串行交互軟件,很多嵌入式應用的系統有與之交換的相應程序,通過這些程序,可以通過超級終端與嵌入式系統交互,使超級終端成為嵌入式系統的“顯示器”。

      打開Windows的“超級終端”軟件,再打開“hypertrm”,新建一個終端會話。在該會話的“屬性\u35774設置\u32456終端仿真”菜單下,將終端仿真類型設置為VT100[5];在“屬性\u35774設置\u32456終端設置\u23383字符集”菜單下設置字符集為“ASCII”;在“屬性\u36830連接到\u37197配置\u24120常規\u26368最快速度”下設置通信波特率和目錄系統一致,并將該對話框下“僅以該速度連接打開”設置選中;在“屬性\u36830連接到\u37197配置\u36830連接\u36830連接首選項”下設置傳送數據位數、校驗方式。

      超級終端的原理是將用戶輸入隨時發向串口(采用TCP協議時是發往網口,這里只說串口的情況),但并不顯示輸入。它顯示的是從串口接收到的字符。所以,嵌入式系統的相應程序應該完成的任務便是:

      1、將自己的啟動信息、過程信息主動發到運行有超級終端的主機;

      2、將接收到的字符返回到主機,同時發送需要顯示的字符(如命令的響應等)到主機。

      在用超級終端顯示時,唯一要求發送的數據必須以ASCII碼形式發送(上述printf()函數就是如此)。

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      1. 建立STM8S開發環境 開發STM8S 應用系統需要以下硬件及軟件環境 STM8 C 編譯器(....
      發表于 12-26 17:01 ? 42次 閱讀
      如何從零開始開發STM8系統的詳細資料概述

      英特爾想在嵌入式市場堅持下去還需要努力

      在2009年英特爾大學峰會上,記者遇到一位廈門大學通信工程系教師,他表示他們一直都對英特爾的嵌入式產....
      發表于 12-26 15:56 ? 681次 閱讀
      英特爾想在嵌入式市場堅持下去還需要努力

      單片機解密有哪些常用的方法

      單片機(Microcontroller)一般都有內部ROM/EEPROM/Flash供用戶存放程序。....
      發表于 12-26 15:46 ? 74次 閱讀
      單片機解密有哪些常用的方法

      深入編程語言和編譯器是怎樣工作的

      理解編譯器內部原理,可以讓你更高效利用它。按照編譯的工作順序,逐步深入編程語言和編譯器是怎樣工作的。....
      的頭像 馬哥Linux運維 發表于 12-26 09:53 ? 234次 閱讀
      深入編程語言和編譯器是怎樣工作的

      winCC7.0安裝和使用教程資料免費下載

      本文檔的主要內容詳細介紹的是winCC7.0安裝和使用教程資料免費下載主要內容包括了:1.WinCC....
      發表于 12-26 08:00 ? 69次 閱讀
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      嵌入式未來前景廣闊發展可期

      未來,嵌入式發展趨勢將會不斷提高技術門檻、產品開發周期不斷壓縮、向智能系統演變、向成體系系統演變、嵌....
      的頭像 嵌入式ARM 發表于 12-25 16:45 ? 686次 閱讀
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      云原生邊緣計算與嵌入式計算之間的關系分析詳解

      嵌入式計算已經笑傲江湖多年,然而,最近它的地位似乎正在受到某種撼動。全球最大的開源基金會——Apac....
      發表于 12-25 11:38 ? 473次 閱讀
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      如何使用混沌時間序列進行潛油柱塞泵動液面預測研究概述

      依托嵌入式計算機系統及自動控制技術,潛油柱塞泵在油田原油生產過程中得到大范圍普及應用,這極大地提高了....
      發表于 12-25 09:39 ? 154次 閱讀
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      Windows程序員應該要學什么

      經常發現有人在網上提出這樣的問題,現實中也確實有不少人在經歷了3-5年的Windows開發之后就開始....
      的頭像 工程師人生 發表于 12-25 09:31 ? 169次 閱讀
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      MES系統如何實現對智能工廠受益

      MES系統軟件的突出特點是以面向應用的模型為核心系統,連接實時數據庫和關系數據庫,對生產過程進行過程....
      發表于 12-25 08:00 ? 156次 閱讀
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      計算機圖形學課程算法演示系統如何進行設計和改進

      本文以教師的課程演示系統為例,對教師的課程演示系統進行設計與改進,旨在通過我們設計出的演示系統能增加....
      發表于 12-24 16:59 ? 40次 閱讀
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      簡單區分嵌入式工控主板與計算機pc主板

      嵌入式工控機最主要的特點就是抗潮抗高溫,適應環境能力強,所以他可以適用于各種設計,工業的場合,他大大....
      發表于 12-24 10:30 ? 242次 閱讀
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      什么是嵌入式?從事嵌入式開發容易嗎?

      試想一下,若智能手機還用臺式電腦的CPU,那終成型產品得有幾十斤,那樣的手機還有人買嗎?因此嵌入式系....
      發表于 12-24 10:15 ? 292次 閱讀
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      大牛分享嵌入式學習經歷和心得

      作為一名在嵌入式行業摸爬滾打許久的老鳥,回想自己的經歷之路,那么漫長可又仿佛近在眼前。隨著學生的日益....
      的頭像 玩轉單片機 發表于 12-24 09:45 ? 407次 閱讀
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      編譯器原理到底是怎樣的帶你簡單的了解編譯器原理

      編程語言是怎樣工作的 理解編譯器內部原理,可以讓你更高效利用它。按照編譯的工作順序,逐步深入編程語....
      的頭像 Linux愛好者 發表于 12-23 17:25 ? 499次 閱讀
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      奇趣科技與Nissin達成合作協議 攜手為日本市場提供基于的嵌入式軟件

      奇趣科技公司日前宣布與日本主要的嵌入式系統集成商Nissin達成合作協議,攜手為日本市場提供基于的嵌....
      發表于 12-23 16:05 ? 183次 閱讀
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      FPGA成數百家嵌入式視覺企業開發首選 用于機器學習領域的已超40家

      已有幾家初創企業在開發專門的機器學習芯片,但上述這些應用不僅僅要集成機器學習,還有計算機視覺,傳感器....
      發表于 12-23 14:03 ? 1452次 閱讀
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      CMIC迅速滲入嵌入式控制應用 有助于嵌入式設計人員實現更大的利潤

      SoC和MCU需要外部電路實現電源管理、人機接口或連接傳感器。因此,設計中幾乎總是需要比較器、運算放....
      發表于 12-23 13:58 ? 312次 閱讀
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      如何學習嵌入式ARM嵌入式ARM詳細學習心得資料概述

      我這個專業沒學過C++,一開始不知道什么是向對象,什么叫面向過程,這可能讓大家笑話了。不過這說的是實....
      的頭像 玩轉單片機 發表于 12-23 12:03 ? 494次 閱讀
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      詳細分析嵌入式系統中的boot

      Boot中包含了CPU的初始化代碼,Memory與外圍接口的初始化代碼,隨后會回引系統(OS),最后....
      的頭像 玩轉單片機 發表于 12-23 09:44 ? 349次 閱讀
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