田海燕

(中國兵器工業(yè)第五八研究所智能檢測事業(yè)部，四川 綿陽 621000)

CodeWarrior系列集成開發(fā)環(huán)境是Metrowerks公司所設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)工具，專用于嵌入式微控制器的調(diào)試開發(fā)。在商用嵌入式軟件開發(fā)工具的使用率方面，該開發(fā)工具排名第一。它結(jié)合了尖端的調(diào)試技術(shù)和建議健全的開發(fā)環(huán)境，把C/C++源級別的調(diào)試和對嵌入式應(yīng)用的開發(fā)帶上了新的臺階。

在本設(shè)計(jì)中，所用到的開發(fā)工具為ARM公司開發(fā)的結(jié)合了CodeWarrior和AXD的GUI開發(fā)環(huán)境，專為ARM設(shè)計(jì)開發(fā)的專用版 CodeWarrior for ARM Develop Suite v 1.2，簡稱為ADS1.2。其圖形用戶界面直觀，功能強(qiáng)大，并且支持源代碼/匯編語言混合調(diào)試，易于使用。

ADS由ARM實(shí)時(shí)庫，命令行開發(fā)工具，實(shí)用程序，GUI開發(fā)環(huán)境(AXD和CodeWarrior)和支持軟件組成。用戶可以輕松地使用這些部件編寫和調(diào)試自己的程序。

1 LPC2478微控制器及硬件平臺

LPC2478是恩智浦(原飛利浦)公司開發(fā)的一款基于ARM7TDMI-S內(nèi)核的微控制器。其帶有JTAG口作為實(shí)時(shí)調(diào)試接口，可以執(zhí)行32位的ARM指令，運(yùn)行頻率為72 MHz，帶有512 kB片內(nèi)flash編程存儲器［1］。

本文要討論的硬件平臺為一塊基于LPC2478微控制器開發(fā)的實(shí)驗(yàn)板，其主要功能為通過UART口，實(shí)現(xiàn)微控制器和外部的光電轉(zhuǎn)換器的通信。最小系統(tǒng)電路原理圖如圖1所示。

圖1 LPC2478 JTAG口電路原理

與以往的開發(fā)系統(tǒng)不同，ADS 1.2不必外加昂貴的仿真器連接微控制處理器管腳上的信號，而是通過帶有小型EasyJTAG-H轉(zhuǎn)接頭的JTAG電纜直接與微控制處理器的JTAG調(diào)試口連接，JTAG調(diào)試電纜一端連在計(jì)算機(jī)的并口，一端與微控制器的JTAG口相連，如圖2所示。調(diào)試所需的工裝設(shè)備僅為一根帶有EasyJTAG-H轉(zhuǎn)接頭的JTAG調(diào)試電纜，將仿真功能嵌入到芯片內(nèi)部，省掉了高價(jià)的仿真器，大大簡化了調(diào)試設(shè)備，節(jié)省了開發(fā)費(fèi)用。

JTAG調(diào)試用到了 TCK、TMS、TDI、TDO和 TRST這幾個(gè)腳。實(shí)時(shí)調(diào)試接口JTAG口的電路圖如圖3所示。

圖2 H-JTAG連接示意圖

圖3 LPC2478 JTAG口電路原理

2 調(diào)試過程及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

利用ADS1.2開發(fā)軟件的目的就是將調(diào)試環(huán)境下的嵌入式應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移到最終獨(dú)立運(yùn)行的LPC2478微控制器中去，這章就詳細(xì)介紹具體調(diào)試過程。

2.1 H-JTAG的軟件配置

使用EasyJTAG-H下載程序時(shí)，需要首先對EasyJTAG-H轉(zhuǎn)接頭配套的軟件進(jìn)行配置［2］，如圖4，圖5所示。

圖4 H-JTAG主窗口

圖5 選擇片內(nèi)FLASH

2.2 開發(fā)并編譯程序

調(diào)用 CodeWarrior for ARM Develop Suite v 1.2，進(jìn)入 ADS 1.2的程序編寫與編譯的GUI環(huán)境，如圖6所示。

圖6 CodeWarrio編譯GUI環(huán)境

2.3 程序的調(diào)試及下載

在CodeWarrior for ARM Develop Suite v 1.2環(huán)境中，點(diǎn)擊Debug，進(jìn)入AXD調(diào)試下載環(huán)境?？稍谟^察窗口監(jiān)測所關(guān)心的變量值，如圖7所示。

圖7 AXD調(diào)試GUI環(huán)境

2.4 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1)工程名別用中文名路徑，必須全為英文的。

2)如果工程路徑改變，編譯不會(huì)通過，需點(diǎn)擊Project下的Remove Object Code，然后在重新編譯下就OK了。

3)JTAG 的nRST、TDI、TMS、RTCK 等引腳注意要接上下拉電阻，以確保JTAG在上電時(shí)有一個(gè)穩(wěn)定的初始狀態(tài)。

4)當(dāng)在非GPIO模式下操作IOnDIR時(shí)，會(huì)出現(xiàn)JTAG調(diào)試中無法暫停的情況，并且AXD會(huì)彈出以下信息的窗口并被迫關(guān)閉:“RDI Severe Error 00602:Can’t halt target and make it enter DEBUG state.”當(dāng)出現(xiàn)這種情況后，需要重新上電，然后重新打開H-JTAG軟件和AXD等。

5)在AXD調(diào)試環(huán)境中，在ROM中設(shè)置的斷點(diǎn)數(shù)僅限2個(gè)，且單步運(yùn)行時(shí)內(nèi)部還要占用斷點(diǎn)。進(jìn)行下一步調(diào)試時(shí)，需清除上一步的斷點(diǎn)。

3 ADS 1.2下的全局變量的問題

在ADS 1.2開發(fā)環(huán)境下，在實(shí)際調(diào)試中，多次遇到全局變量的初值被莫名篡改的情況。如以下情況:則發(fā)送的數(shù)據(jù)完全正確。在MAIN文件中定義的全局變量，隨時(shí)可能在其他子函數(shù)中被篡改，可見，ADS 1.2對全局變量的定義和賦值要求非常苛刻。在此，根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)提出了幾方面的解決方案。

3.1 將全局變量以地址形式定義到指定地址

如圖8所示，直接將全局變量定義到指定地址上，不過定義時(shí)要避開系統(tǒng)的保留地址。此方法可以完全解決ADS 1.2中全局變量的初始化定義問題，只是對于初值不定，需要在主程序中手動(dòng)賦初值。

圖8 將全局變量定義到指定地址上

3.2 在定義全局變量前加Volatile

Volatile主要用在變量會(huì)異步改變的時(shí)候，尤其是CPU外設(shè)寄存器的定義中，中斷和主循環(huán)都會(huì)用到的全局變量等，但據(jù)調(diào)試實(shí)踐，用此方法不能完全解決全局變量的值被篡改的問題。

3.3 在定義常量數(shù)組前一定要加Const

Const限定了一個(gè)變量不能被改變，一定程度上提高了變量的穩(wěn)定性和安全性。尤其是在定義顯示屏的字庫數(shù)組變量時(shí)，一定要在定義前加Const申明數(shù)組為常量，能保證顯示數(shù)據(jù)部會(huì)出錯(cuò)。如圖9所示。

圖9 將常量數(shù)據(jù)定義為Const類型

4 結(jié)束語

本文介紹了利用ADS 1.2對周立功的ARM微控制器LPC2478進(jìn)行調(diào)試開發(fā)的過程，探討了開發(fā)過程中的經(jīng)驗(yàn)，并給出了在ADS 1.2中解決全局變量被篡改賦值的方法。經(jīng)過具體實(shí)踐，該調(diào)試過程已成功運(yùn)用于試驗(yàn)開發(fā)板的調(diào)試，是很可貴的調(diào)試總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)。

［1］Metrowerks.CodeWarrior IDE User Guide［Z］.2008.

［2］周立功.ARM嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)筆記-基于LPC2400［M］.廣州：廣州致遠(yuǎn)電子有限公司，2008.

［3］楊帆，程雯，夏亦冰，等.多傳感器信息融合測控體系在溫室測控中的應(yīng)用研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(9)：157-159.