嵌入式开发调试神器全解析：JTAG、SWD、串口打印

写嵌入式代码只是第一步，调试才是决定项目能不能顺利推进的关键。

MCU 不跑？外设不响应？代码跑飞？

没有合适的调试手段，排查问题就像摸黑找路。

本文带你搞懂三大调试利器 —— JTAG、SWD、串口打印。不仅对比优缺点，还提供实战操作步骤 + 代码示例，让你学完就能上手。

一、JTAG —— 复杂系统的“放大镜”

原理与特点

• 接口：4~5 根信号线（TDI、TDO、TCK、TMS，可选 TRST）
• 功能：单步运行、断点、寄存器查看、内存读写
• 应用：Cortex-A、FPGA、复杂 SoC

Keil/MDK 操作步骤

1. 接入 J-Link / ULINK 调试器
2. 打开 Project → Options → Debug，选择 JTAG 调试
3. 编译工程，点击 Download 烧写固件
4. 按 F5 进入调试，支持：

• 单步运行（F10/F11）
• 查看寄存器
• 内存监视

OpenOCD 命令行示例

1. openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg

进入 GDB 调试：

1. arm-none-eabi-gdb build/firmware.elf
2. (gdb) target remote localhost:3333
3. (gdb) monitor reset halt
4. (gdb) load
5. (gdb)continue

 小贴士：JTAG 引脚多，布线复杂，注意避免长线和交叉走线导致信号干扰。

二、SWD —— MCU 调试的首选

原理与特点

• 接口：2 根线（SWDIO、SWCLK）
• 功能：断点、寄存器访问、内存修改
• 应用：STM32、NXP、Nordic 等 Cortex-M

Keil/MDK 操作步骤

1. 接入 ST-LINK
2. Project → Options → Debug → ST-Link Debugger
3. Utilities → 选择 Use ST-LINK 作为编程器
4. 按 F5 进入调试，支持断点、变量观察

代码断点示例

1. int main(void){
2.     HAL_Init();
3.     MX_GPIO_Init();
4.  
5. int counter =0;
6. while(1){
7.         counter++;// 在这里设置断点，调试时观察 counter 值变化
8. }
9. }

 小贴士：用 SWD 调试时，可以结合 ITM/SWO 输出，打印实时日志而不占用 UART。

三、串口打印 —— 最接地气的调试方式

原理与特点

• UART 将变量、状态输出到上位机
• 本质：调试日志（printf 调试）
• 应用：逻辑验证、状态监控、无调试器场景

实现步骤

1. MCU 初始化 UART（波特率 115200 常见）
2. 在 fputc 重定向 printf
3. 打开 串口调试助手（SSC/Putty/Termite），选择对应 COM 口
4. 查看输出调试日志

代码示例

1. #include"stdio.h"
2.  
3. int fputc(int ch,FILE*f){
4.     HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&ch,1, HAL_MAX_DELAY);
5. return ch;
6. }
7.  
8. int main(void){
9.     HAL_Init();
10.     MX_USART1_UART_Init();
11.  
12. int value =42;
13.     printf("Debug: value = %d\r\n", value);
14.  
15. while(1){
16.         HAL_Delay(1000);
17.         printf("Loop running...\r\n");// 在串口助手中观察输出
18. }
19. }

 小贴士：打印过多可能改变程序时序（海森堡效应），建议只保留关键日志。

四、三者对比表

调试方式	接口线数	功能范围	优点	缺点	典型应用
JTAG	4~5 根	全面（断点、寄存器、内存）	功能齐全，标准化	引脚多，速度一般	SoC、FPGA 调试
SWD	2 根	MCU 调试	引脚少，速度快	仅限 Cortex-M	STM32、Cortex-M
串口打印	2 根	程序流程、变量输出	简单直观	占资源，功能有限	基础逻辑调试

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五、如何选择？

• 开发初期逻辑验证 → 串口打印
• 常规 MCU 调试 → SWD
• 复杂系统/SoC/FPGA → JTAG

最佳实践：组合使用

• SWD 断点调试
• 串口打印关键日志
• JTAG 处理复杂系统问题

总结

• JTAG 功能最全，适合复杂系统
• SWD 精简高效，MCU 调试首选
• 串口打印 简单直接，快速验证逻辑

熟练掌握并灵活组合三者，能让你的调试效率飞跃提升，少走弯路。