本文主要是介绍嵌入式开发输出调试信息的常用方法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
嵌入式开发为什么需要输出调试信息？
稳严文：因为输出调试信息是嵌入式开发中一项非常重要的实践，它有助于保证软件的可靠性、稳定性和性能，也是故障排查的关键工具之一。
白话文：程序猿想知道自己敲的代码是否正确、是否按照要求运行，但是代码跑起来看不见、摸不着，那么就可以通过输出调试信息可以自由看到结果。
嵌入式开发输出调试信息主要有以下作用：
错误排查与问题定位
输出调试信息可以帮助你在代码中发现和定位错误。当程序出现异常行为或崩溃时，通过查看输出的调试信息，你可以更容易地找到问题的根本原因, 比如内存泄漏或者越界访问。通过查找异常条件、变量值、函数调用堆栈等信息，有助于快速定位和解决问题。
实时反馈
在开发过程中逐步增加新功能或者修改现有功能时，输出调试信息可以提供实时反馈。这使得可以快速地检查修改的效果。
代码验证和逻辑分析
输出调试信息可用于验证代码是否按预期工作。你可以在关键代码段插入打印语句，以监视变量的值和程序的流程，从而确保代码的逻辑正确性。这有助于提前发现潜在问题，减少后期调试的工作量。
验证硬件连接
通过输出与外部设备或模块的通信信息，可以验证硬件连接是否正确，是否能够正确地与外部设备进行通信。
状态监控
输出调试信息可以实时监控系统的状态。这对于嵌入式系统特别有用，你可以实时追踪传感器数据、设备状态、通信状态等，并在需要时采取相应的措施。
性能分析
输出调试信息可以帮助你评估程序的性能。你可以测量程序的执行时间，查看代码路径是否有效率，以及检查是否有不必要的延迟。
嵌入式开发输出调试信息常用的几种方法
1. 通过串口输出log
这是一种常见的调试方法。可以在STM32微控制器上配置一个UART（串口通信）模块，将调试信息发送到计算机或者其他设备上，然后在相应的终端软件（比如串口调试工具）中查看输出的log信息。
2. 输出log信息到SRAM
这种方法通常用于在没有外部调试接口（比如串口）的情况下，将调试信息保存在芯片的内部存储器中，比如SRAM（Static Random Access Memory）。可以使用类似于sprintf函数的方式将调试信息格式化后写入SRAM中，然后通过其他手段（例如JTAG/SWD接口）将SRAM中的信息读取出来进行分析。
3. 通过SWO输出log
Serial Wire Output (SWO) 是一种用于调试的硬件接口，进行调试信息的输出。这种方法相对于串口输出更为灵活，但需要相应的硬件和调试工具的支持。可以在调试器/编程器（如ST-Link）中配置SWO输出，然后使用调试工具进行连接并查看log信息。SWO可以在不影响CPU执行速度的情况下，以高速输出调试信息。
如何通过串口输出log？
要通过串口输出log信息，需要配置STM32的串口模块并使用相应的库函数或者驱动程序来发送数据。具体步骤如下：
CubeMX配置
1）启用 Debug Serial Wire
2）启用串口USART1
3）启用ADC的ADC_IN4（PA4引脚作为光照模块的模拟输入引脚，用于产生数据）
编写程序
在代码中，可以使用类似于C语言标准库中的printf函数来格式化输出log信息。
因为要使用printf，所以需要添加stdio.h头文件，并且为其重定向输出。
1）添加头文件
2） 重定向标准输出（注意：每个MCU的重定向有区别，根据自己的芯片自行配置，将标准输出重定向至USART的发送数据寄存器，查看自己MCU的手册自行配置）
3）编写代码，定义一个变量接收ADC转换的值，再将其打印至串口进行调试输出
终端调试输出
1）下载并运行代码
通过IDE将代码烧录到STM32芯片上，然后运行。
2）连接串口线
确保你的开发板上已经连接了串口线，一端连接到STM32的相应串口引脚（例如：PA9、PA10），另一端连接到计算机或者其他设备的串口接口（或者通过串口转USB模块连接到计算机的USB接口）。
3）用串口调试助手输出信息
如何输出log信息到SRAM？
要将调试信息输出到STM32的SRAM（静态随机存取存储器），可以使用类似于sprintf函数将格式化的字符串写入SRAM中。具体步骤如下：
1. 初始化SRAM
在你的工程中，确保你已经正确初始化了SRAM。通常，SRAM会被映射到特定的地址空间中，你可以使用相应的地址来访问它。（因为芯片不同，请自行查阅手册或百度）
2. 使用sprintf函数
在你的代码中，你可以使用类似于C语言标准库中的sprintf函数将格式化的字符串写入一个缓冲区中。例如：
1）先定义一个缓冲区
2）再把格式化后的字符串写入到buf中
3. 将字符串写入SRAM
使用SRAM的地址，将buf中的内容写入到SRAM中。可以使用指针或者类似于memcpy的函数来实现。（注意加头文件 #include <string.h> ）代码如下：
注意：SRAM的具体地址和大小取决于你的STM32型号和硬件配置，需要根据具体情况进行相应的调整(可在Keil IDE中点击Books跳转查找)，在STM32F051中SRAM的起始地址为0x20000000。
4. 读取SRAM中的信息
在需要查看log信息的时候，您可以从SRAM的地址中读取信息并输出到串口或者其他输出设备上。（这里，我们直接输出到串口）
当然，也可以在IDE的中用Debug进行查看
这种方法的好处是，即使你的STM32芯片上没有外部调试接口（如串口），仍然可以在设备上保存和查看调试信息。但请注意，SRAM是易失性内存，断电后信息会丢失，因此只适用于临时调试目的。
如何通过SWO输出log？
- 温馨小TOP
名词解释：
SWD：串行线调试（Serial Wire Debug）
SWO：串行线输出（Serial Wire Output）
SWV：串行线查看器（Serial Wire Viewer）
ITM：指令跟踪宏单元（Instrumentation Trace Macrocell）
- 关于SWO和ITM
SWO串行线输出是单引脚、异步串行通信，可在Cortex-M3/M4/M7上使用，并由主调试器探测支持。
它是利用Cortex内核中ITM模块来实现此功能。连接引脚如下所示：
SWO输出，需要一根SWO（引脚）线，同时需要借助SWV（查看器）查看数据。
ITM 的一个主要用途，就是支持调试消息的输出（如printf 格式的输出）。ITM 包含 32 个刺激(Stimulus)端口，允许不同的软件把数据输出到不同的端口，从而让调试主机可以把它们的消息分离开。 和基于 UART 的文字输出不同，使用 ITM 输出不会对应用程序造成很大的延迟，在 ITM 内部有一个 FIFO，它使写入的输出消息得到缓冲。
- SWO引脚配置
SWO引脚可以理解为UART的Tx引脚，如果不连接此引脚，则（SWV）终端不会接收打印信息。
对于STM32而言，只要是Cortex-M3/M4/M7内核的MCU都有SWO引脚。
而Cortex-M0则没有此项功能，包含STM32F0、STM32L0和STM32G0等。
在STM32CubeMX工具中，Debug选项进行如下配置即可。
（注意：此处使用的是最常用的芯片STM32F103C8T6）
- 发送源码
此方法和前面UART实现printf打印输出区别就是：将重定义代码中UART发送字符，改为ITM发送字符。
- Keil SWO输出配置
点击魔术棒——>点击Debug——>点击Settings
注意：Clock和ITM STimulus Ports根据情况自行设置
- 输出调试
这里使用Debug（printf）Viewer输出调试信息，当然，还有其他方法（比如：基于IAR的Terminal IO 、基于ST-LINK Utility的Serial Wire Viewer、基于J-Link的SWO Viewer）。 直接点击Debug，按照以下步骤操作：
点击运行即可看到调试输出的结果
优缺点总结
通过串口输出log
优点：
易于实现：串口通信是一种相对简单的通信方式，适用于大多数STM32微控制器。
实时性：可以实时输出信息，便于实时监控设备状态。
稳定性：稳定可靠，通常不容易出现干扰或错误。
缺点：
占用硬件资源：需要占用一个UART模块，如果需要同时使用多个UART模块，资源分配可能会成为问题。
物理连接：需要连接物理的串口线，有时需要繁琐的线路布线。
有线连接：通常需要连接到计算机或者其他设备，不适用于远程调试。
输出log信息到SRAM
优点：
适用于无外部接口：当设备没有外部调试接口时，这是一种有效的调试手段。
低成本：不需要额外的硬件，仅需要一个可用的SRAM。
缺点：
临时性：SRAM是易失性内存，断电后信息会丢失，只适用于临时调试目的。
需要额外的代码：需要编写代码将信息写入SRAM，增加了开发工作量。
不适用于远程调试：无法将信息传输到远程地点，只适用于本地调试。
通过SWO输出log
优点：
灵活性：SWO接口提供了一种灵活的调试方法，可以用于实时调试和性能分析。
无需额外硬件：只需要一个支持SWO的调试器/编程器，无需额外的硬件设备。
适用于远程调试：可以通过SWD接口进行远程调试。
缺点：
相对复杂：相对于串口输出，SWO输出的配置和使用可能需要更多的设置和调试工作。
需要支持SWO的硬件：不是所有的STM32开发板和调试器都支持SWO功能。
注意：每种方法都有其适用的场景，要根据具体的项目需求、硬件资源和调试环境，选择合适的输出调试信息的方法。有时候也可以根据实际情况结合多种方法，以获取更全面的调试信息。
这篇关于嵌入式开发输出调试信息的常用方法的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
