第11章 STM32H7移植SEGGER的硬件异常分析
本章节为大家介绍SEGGER的硬件异常分析代码在MDK和IAR中的使用方法，在实际项目中比较有实用价值，因为我们经常会遇到进入硬件异常的情况。
11.1 初学者重要提示
11.2 移植方法
11.3 MDK锁定硬件异常位置方法
11.4 IAR锁定硬件异常位置方法
11.5 硬件异常原因分析
11.6 IAR注释自带的硬件异常
11.7 实验例程
11.8 总结
11.1 初学者重要提示
- MDK本身也是支持硬件异常分析的，就是不够直观，此贴是MDK的硬件异常分析文档：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=21940。
- IAR8带的硬件异常分析比较好用，在本章11.6小节有说明。
11.2 移植方法
直接移植SEGGER的硬件异常代码会有错误警告，这里针对IAR和MDK版本做了些简单修改，方便大家移植到自己的工程里面。
- MDK版本移植
源文件位于本章配套例子的\User\segger\HardFaultHandlerMDK文件夹，添加如下两个文件到工程里面即可。
- IAR版本移植
源文件位于本章配套例子的\User\segger\HardFaultHandlerIAR文件夹，添加如下两个文件到工程里面即可。
在文件SEGGER_HardFaultHandler.c里面都添加了串口打印功能，方便不用编译器的调试功能时，通过串口打印提示是否进入硬件异常。
#define ERR_INFO "\r\nEnter HardFault_Handler, System Halt.\r\n"
#if 1
{
const char *pError = ERR_INFO;
uint8_t i;
for (i = 0; i < strlen(ERR_INFO); i++)
{
USART1->TDR = pError[i];
/* 等待发送结束 */
while((USART1->ISR & USART_ISR_TC) == 0);
}
}
#endif
11.3 MDK锁定硬件异常位置方法
以本章配套的例子为大家做个说明。
1、测试方法比较简单，进入调试状态，全速运行，然后按下K1按键，就会进入硬件异常中断，此时停止调试，程序就会自动定位到如下位置：
2、在Watch1窗口添加变量_Continue
3、修改为任何非0数值，就可以继续单步调试。这个代码后面还有一个第1步中的while循环，也可以继续采用第2步的方法修改。退出硬件异常后就是大家进入硬件异常前下一条要执行的指令（可能还是这个函数本身，因为一个函数由多个指令完成）。定位到出问题的位置：
11.4 IAR锁定硬件异常位置方法
以本章配套的例子为大家做个说明。
1、测试方法比较简单，进入调试状态，全速运行，然后按下K1按键，就会进入硬件异常中断，此时停止调试，程序就会自动定位到如下位置：
2、在Watch1窗口添加变量_Continue
3、修改为任何非0数值，就可以继续单步调试。这个代码后面还有一个第1步中的while循环，也可以继续采用第2步的方法修改。退出硬件异常后就是大家进入硬件异常前下一条要执行的指令（可能还是这个函数本身，因为一个函数由多个指令完成）。定位到出问题的位置：
11.5 硬件异常原因分析
SEGGER提供的这个机制查找出问题的位置比较方便，具体原因需要继续在调试界面里面添加HardFaultRegs结构变量，这个结构体变量添加了所有大家想看的东西。下面是MDK调试状态查看部分结构体数值：
具体上面的变量代表什么含义呢，代码里面有注释，查阅起来没有IAR自带的硬件异常提示方便（注意，下面的代码用到了位域）。
#if DEBUG
static volatile unsigned int _Continue; // Set this variable to 1 to run further
static struct {
struct {
volatile unsigned int r0; // Register R0
volatile unsigned int r1; // Register R1
volatile unsigned int r2; // Register R2
volatile unsigned int r3; // Register R3
volatile unsigned int r12; // Register R12
volatile unsigned int lr; // Link register
volatile unsigned int pc; // Program counter
union {
volatile unsigned int byte;
struct {
unsigned int IPSR : 8; // Interrupt Program Status register (IPSR)
unsigned int EPSR : 19; // Execution Program Status register (EPSR)
unsigned int APSR : 5; // Application Program Status register (APSR)
} bits;
} psr; // Program status register.
} SavedRegs;
union {
volatile unsigned int byte;
struct {
unsigned int MEMFAULTACT : 1; // Read as 1 if memory management fault is active
unsigned int BUSFAULTACT : 1; // Read as 1 if bus fault exception is active
unsigned int UnusedBits1 : 1;
unsigned int USGFAULTACT : 1; // Read as 1 if usage fault exception is active
unsigned int UnusedBits2 : 3;
unsigned int SVCALLACT : 1; // Read as 1 if SVC exception is active
unsigned int MONITORACT : 1; // Read as 1 if debug monitor exception is active
unsigned int UnusedBits3 : 1;
unsigned int PENDSVACT : 1; // Read as 1 if PendSV exception is active
unsigned int SYSTICKACT : 1; // Read as 1 if SYSTICK exception is active
unsigned int USGFAULTPENDED : 1; // Usage fault pended; usage fault started but was replaced by a
higher-priority exception
unsigned int MEMFAULTPENDED : 1; // Memory management fault pended; memory management fault started
but was replaced by a higher-priority exception
unsigned int BUSFAULTPENDED : 1; // Bus fault pended; bus fault handler was started but was replaced
by a higher-priority exception
unsigned int SVCALLPENDED : 1; // SVC pended; SVC was started but was replaced by a higher-priority
exception
unsigned int MEMFAULTENA : 1; // Memory management fault handler enable
unsigned int BUSFAULTENA : 1; // Bus fault handler enable
unsigned int USGFAULTENA : 1; // Usage fault handler enable
} bits;
} syshndctrl; // System Handler Control and State Register (0xE000ED24)
/* 省略未写 */
volatile unsigned int afsr; // Auxiliary Fault Status Register (0xE000ED3C), Vendor controlled (optional)
} HardFaultRegs;
#endif
11.6 IAR自带的硬件异常分析
还以本章配套的例子为例，进入调试状态，全速运行，然后按下K1按键，就会进入硬件异常中断，此时停止调试，IAR还会弹出一个硬件异常错误分析，刚进来的时候也许是个空白
单步调试刷新下就出来了：
指出了问题的原因是操作的数据地址有问题。
11.7 实验例程
专门为本章节配套了一个例子：V7-009_移植SEGGER的硬件异常分析机制。大家可以按照本章教程提供的方法进行测试。
11.8 总结
除了SEGGER的硬件异常分析方案，建议也测试下MDK和IAR的，以后遇到硬件异常问题，解决起来可以得心应手。
微信公众号：armfly_com