STM32仿真MDK

在 MDK（Keil µVision）中对 STM32 进行仿真调试，主要涉及以下步骤和关键点（中文说明）：

核心步骤

硬件连接
- 使用仿真器（如 ST-LINK、J-Link、ULINK）连接 PC 和 STM32 开发板/目标板。
- 连接方式：通常使用 SWD 接口（最少需要 SWDIO、SWCLK、GND 三根线），或者 JTAG 接口（线更多）。
- 确保仿真器驱动在 PC 上已正确安装（可在设备管理器中查看）。
MDK 工程配置
- 打开你的 STM32 工程 (.uvprojx)。
- 选择目标设备：确认 Options for Target -> Device 选项卡中选择的 STM32 型号与实际硬件一致。
- 配置调试器：
  - 进入 Options for Target -> Debug 选项卡。
  - 在 Use 下拉菜单中，选择你使用的仿真器类型（如 ST-Link Debugger、J-LINK / J-TRACE、ULINK2/ULINKpro 等）。
  - 点击右侧的 Settings 按钮进行详细配置。
调试器设置
- Debug 选项卡 (Settings)：
  - Port: 选择 SW (推荐，连线少) 或 JTAG。
  - Max Clock: 设置合适的 SWD/JTAG 时钟频率（默认值通常可用，遇到问题可尝试降低）。
  - （如果使用 ST-Link）Connect 下拉菜单：Under Reset（连接稳定性更好）或 Normal。
  - Reset 下拉菜单：通常选择 Auto Detect 或与硬件复位电路匹配的方式（如 HW RESET）。
  - 点击 SW Device 列表下方的 Scan 按钮检测目标芯片。成功连接后，应能看到设备的 IDCODE。
- Trace 选项卡 (Settings)：如果不需要 ITM/SWO 输出追踪信息（如 printf 重定向），通常无需修改。
- Flash Download 选项卡 (Settings)：
  - 勾选 Reset and Run (推荐，下载后自动运行程序)。
  - 在 Programming Algorithm 列表中添加适用于你的 STM32 型号的 Flash 编程算法。MDK 通常能自动检测添加，如果没有，需手动添加 STM32Fxx Flash 等对应算法。
编译项目
- 点击 Build (F7) 或 Rebuild (F7 按住 Shift) 按钮编译项目，确保 0 Error(s)。
启动仿真 / 下载 & 调试
- 下载程序到 Flash 并启动调试：点击 Start/Stop Debug Session (Ctrl+F5) 按钮或工具栏上的 d 图标。
- 仅下载程序（不进入调试）：点击 Load (F8) 按钮。
- 如果一切配置正确，程序会被下载到 STM32 的 Flash 中（如果勾选了 Reset and Run，程序会自动开始运行），MDK 会自动进入调试界面。
调试界面操作
- 运行控制：
  - Run (F5)：全速运行程序。
  - Stop：停止运行（暂停在断点或当前指令）。
  - Reset (Ctrl+F2)：复位 CPU。
  - Step In (F11)：单步执行（进入函数）。
  - Step Over (F10)：单步执行（越过函数调用）。
  - Step Out (Ctrl+F11)：执行完当前函数并跳出。
- 断点 (Breakpoints)：
  - 在代码行左侧灰色区域单击设置/清除断点（红色圆点）。
  - 程序运行到断点处会自动暂停。
- 查看状态：
  - Register 窗口：查看 CPU 核心寄存器（R0-R15, CPSR 等）。
  - Watch / Call Stack + Locals 窗口：查看变量值和函数调用栈。
  - Memory 窗口：查看内存内容（输入地址如 0x20000000 查看 RAM）。
  - Peripherals 菜单：查看外设寄存器状态（非常有用！如 System Viewer -> GPIOA 查看 PA 口状态）。
  - Logic Analyzer (在 Analysis 菜单下)：可配置实时监控变量值的变化波形（需配置 Trace 和 SWO 引脚）。
退出调试
- 点击 Start/Stop Debug Session (Ctrl+F5) 或工具栏上的 d 图标退出调试模式，返回编辑模式。

常见问题 & 注意事项

连接失败 (No Target Connected)
- 驱动问题：确保仿真器驱动已安装且最新（ST-Link 驱动可在 ST 官网下载，J-Link 可在 Segger 官网下载）。
- 接线错误/接触不良：检查 SWDIO、SWCLK、GND 线是否连接正确且可靠。确认目标板供电正常（仿真器可能无法提供足够电力）。
- 接口选择错误：确认 Debug -> Settings -> Port 选择了 SW。
- 目标芯片未复位/死机：尝试在 Debug -> Settings 中设置 Connect 为 Under Reset，或者在硬件上手动复位目标板再连接。断开仿真器和目标板电源再重试。
- 时钟频率过高：在 Debug -> Settings 中降低 Max Frequency。
- 硬件损坏：更换仿真器或目标板测试。
- Boot 引脚状态：确保 BOOT0 引脚为低电平（从 Flash 启动）。
下载失败 (Flash Download Failed - Cortex-Mx)
- 编程算法选择错误：检查 Flash Download 选项卡中的算法是否适用于你的具体 STM32 型号和 Flash 大小。有时需要手动添加算法文件 (.FLM)。
- Flash 保护：检查是否启用了读/写保护（可使用 STM32CubeProgrammer 或 ST-LINK Utility 解除保护）。
- 电源问题：确保目标板供电稳定充足。
- 芯片选项字配置错误：例如禁用了 SWD 接口。同样需要编程器擦除整片或解除保护。
- 硬件连接问题：同上。
程序运行不正常 / 仿真行为与预期不符
- 时钟配置：检查 SystemInit() 中的时钟配置（HSE 晶振是否匹配、PLL 设置等）是否与实际硬件一致。MDK 工程中 Target -> Xtal (MHz) 设置也需要匹配。
- 优化等级：高优化等级可能导致调试时变量被优化掉难以查看。调试时可在 Options for Target -> C/C++ -> Optimization 设为 Level 0 (None)。
- 中断向量表：确认程序正确加载到 Flash 起始地址（通常是 0x08000000），中断向量表配置正确（SystemInit() 会设置 VTOR）。
- 外设寄存器查看异常：Peripheral 视图有时需要手动刷新（右键菜单）。确保 Debug -> Settings -> Trace 中的 Core Clock 设置与实际系统时钟一致。外设视图依赖设备数据库文件（.PDSC/.SVD），确保 MDK 安装了对应芯片的 Device Family Pack (DFP)。
使用 SWO (ITM Trace) 输出
- 需要额外的 SWO 信号线连接仿真器（如果支持）。
- 在 Debug -> Settings -> Trace 选项卡中配置 Core Clock（系统主频）和 ITM Stimulus Ports（如勾选 Port 0）。
- 在 MDK 调试界面，使用 View -> Serial Windows -> Debug (printf) Viewer 查看输出。
- 在代码中使用 ITM_SendChar() 或重定向 printf 到 ITM。

建议

利用 Debug 菜单下的 Help: Help -> uVision Help -> 搜索 Debugging，有非常详细的官方指南（英文）。
使用 ST-LINK Utility 或 STM32CubeProgrammer 辅助：这些工具可以独立验证仿真器连接、读写 Flash、配置选项字节、解除保护等，帮助隔离 MDK 配置问题还是硬件/固件问题。

遵循以上步骤并进行仔细检查，通常能够在 MDK 中成功进行 STM32 的仿真和调试。遇到问题时，仔细阅读 MDK 输出窗口和调试日志中的错误信息是诊断的关键。