MDK軟件不能模擬仿真STM32的問題解決方法

劉勇軍，楊選成

（中山市中等專業學校，中山528458）

引 言

MDK 軟件在模擬仿真時，不能很好地支持各種STM32系列芯片，目前對STM32F103系列芯片支持模擬仿真，但對于其他系列芯片不支持或只是部分支持。主要存在的問題是：PC和SP不能自動裝載，存儲器不能訪問，中斷服務程序不能執行或觸發，外設寄存器不能修改或觀察。要解決上述問題，必須通過相應的設置和相關的操作，才能完成模擬仿真。

1 模擬仿真的實現及PC和SP的自動裝載

在MDK 軟件中，只有部分STM32芯片支持模擬仿真（如STM32F103），大部分芯片都不支持模擬仿真。主要的問題是，當進入調試界面后，R15 （PC）的值為0x00000000，不能進行調試操作（如單步、全速等）。要能對STM32進行模擬仿真，必須使PC的值不能為0。通過分析STM32 芯片的存儲器結構可知，在存儲器地址0x00000000處保存的是堆棧指針SP的值，程序加載時自動把該值送給SP，在存儲器地址0x00000004處保存的是程序指針PC的值，程序加載時自動把該值送給PC，程序從該PC值取指令執行程序，而不是從地址0x00000000處執行程序。而STM32芯片的Flash程序存儲器地址是從0x08000000處開始的，當進入模擬仿真時，MDK 軟件不能把Flash的地址送給PC 和SP。可通過以下操作步驟完成PC和SP的自動裝載。

①打開MDK 自帶的工程文件，如C：＼Keil＼ARM＼Boards＼ST＼STM3240G-EVAL＼Blinky＼Blinky.uvproj。

②單擊“編譯”工具欄上面的下拉菜單，選擇“STM32F407Flash”。

③單擊 ，打開“Options”對話框，切換到“Output”選項卡，勾選“Debug Information”和“Browse Information”，用以產生調試信息。再切換到“Debug”選項卡，單擊“Use Simulator”，選擇模擬仿真，確保勾選“Load Application at Startup”，其他為默認設置。

④單擊 ，編譯程序，并保證編譯成功。

⑤單擊 ，開始調試，進入調試界面后，觀察“Registers”寄存器選項卡中的R15（PC）的值，如果值為0，則說明不能進行模擬仿真，“單步”調試等無效，須進行步驟⑥的操作，否則可不進行步驟⑥的操作。

⑥停止調試，再次單擊 ，打開“Options”對話框，切換到“Target”選項卡，將IROM1 的值［0x08000000，0x100000］修改為［0x0，0x100000］，以使Flash的起始地址從0x0開始。單擊 重新編譯程序，再次單擊 ，開始調試，PC的值將不再為0，即可進入模擬仿真，“單步”調試等有效。

2 存儲器的訪問

當進入模擬仿真界面后，按“全速”F5 或“單步”F10調試鍵后，在“command”窗口中將會出現類似如下的錯誤提示：“＊＊＊error 65：access violation at 0x40023800：no′read′permission”，意思是在地址0x40023800 處訪問違例，沒有“讀”的權限。地址0x40023800是外設寄存器地址。要使外設寄存器地址具有相應的“讀”、“寫”、“執行”權限，可在命令窗口中輸入MAP命令（不區分大小寫）。命令格式為：

MAP 起始地址，結束地址READ WRITE EXEC其中，READ表示“讀”權限，WRITE 表示“寫”權限，EXEC表示“執行”權限，結束地址與起始地址的空間尺寸不超過128 MB，即不超過0x08000000字節。外設寄存器的存儲空間分布較廣，不可能在每次調試時都通過命令窗口輸入MAP指令，可通過如下的操作步驟進行。

①新建一個文本文件，打開該文件，執行文件菜單命令“另存為”，在打開的“另存為”對話框中，文件名輸入為initmap.ini，保存類型選擇為“所有文件”，并保存。在文件中輸入如下內容并保存：

根據需要，可在該文件中輸入包含所有外設寄存器的MAP命令，使所有外設寄存器都具有“讀”、“寫”權限。但注意映射空間不要超過0x08000000，否則調試時會提示錯誤：“＊＊＊error 129：MapMem-map size truncated to 128MB”。

②單擊 ，打開“Options”對話框，切換到“Debug”，在“Initialization File”的右邊單擊 ，打開“選擇仿真初始化文件”對話框，選擇上一步保存的initmap.ini文件。單擊“Edit”按扭，可打開文件再次修改。

3 中斷服務程序的執行與觸發

當解決以上的兩個問題后，可以進行模擬仿真調試。但這時中斷服務程序不能執行，如系統定時中斷程序；或者不能觸發中斷，如不能自動觸發SPI中斷程序等。由于已經把Flash存儲器的起始地址調到了0x00000000 處，所以也需要把中斷向量偏移量地址設為0x00000000，即把SCB-﹥VTOR設為0。可通過如下方法解決。

①對于通過訪問SCB-﹥VTOR寄存器來修改中斷向量的，可通過“Edit”菜單命令中的“Find in Files”命令查找SCB-﹥VTOR，查找并修改宏定義FLASH＿BASE 的值為0X00000000。

②如果不能通過以上的方法修改SCB-﹥VTOR，可以在進入仿真界面后，執行中斷程序前，選擇“Peripherals”→“Core Peripherals”→“Nested Vectored Interrupt Controller”命令，打開中斷向量對話框，修改VTO 的值為0x00000000。當然也可以通過如下的方法完成對外設寄存器SCB-﹥VTOR的修改，使它的值為0x00000000：當進入仿真后，在主函數main（）前設置一個斷點，全速運行程序，程序在斷點處暫停執行，通過下節介紹的方法把外設寄存器SCB-﹥VTOR 添加到觀察窗口1，修改SCB-﹥VTOR外設寄存器的值，使它的值為0x00000000即可。

③對于SysTick定時器，可以自動觸發中斷，并執行中斷程序，但對于其他的中斷則不能自動觸發中斷。可按如下方法操作：在中斷程序中設一個斷點，并“全速”運行程序，通過選擇“Peripherals”→“Core Peripherals”→“Nested Vectored Interrupt Controller”命令，打開中斷向量對話框，單擊選擇相應的中斷，然后勾選Pending復選框，此時會自動執行相應的中斷服務程序，并在斷點處暫停執行程序。

4 外設寄存器的修改

在模擬仿真時，一般要對外設寄存器進行修改，有些外設寄存器可直接修改，有些外設寄存器不能直接修改，如只讀位不能直接修改。要實現對外設寄存器的修改，可通過如下的方法進行操作。

①對于要修改的寄存器，可通過鼠標選擇外設寄存器，如選擇RCC-﹥CR，然后再鼠標右鍵，彈出右鍵菜單，執行“Add‘RCC-﹥CR’to…”→“Watch 1”菜單命令，把RCC-﹥CR外設寄存器添加到觀察窗口1中，如下所示。

此時可在編輯框中修改該外設寄存器的值。當然也可在觀察窗口中，直接輸入外設寄存器的名稱“RCC-﹥CR”，但此種方法對某些芯片會失效。

②用以上方法也不能完成外設寄存器的修改時，可通過如下方法完成修改。停止仿真，單擊 ，打開“Options”對話框，切換到“Target”選項卡，確保特殊功能寄存器（sfr）文件已被添加。然后單擊的下拉箭頭，選擇并添加所要觀察的外設，如RCC等，可添加觀察多個外設。單擊添加的外設寄存器，可在下方顯示該外設寄存器的存儲器地址，如RCC-﹥CR外設寄存器的地址為0x40023800。最后再選擇“View”→“Memory Windows”→“Memory 1”打開存儲器觀察窗口，在地址欄中輸入地址“0x40023800”，按回車鍵確認輸入，在數據區雙擊數據可直接修改。STM32的存儲器采用小端模式，即低地址存放數據的低位，高地址存放數據的高位。在存儲器窗口中，可通過右鍵修改顯示方式。

結 語

目前最新的MDK 版本也未能解決在模擬仿真時出現的上述問題，通過本文介紹的方法則可以解決，這對于學習STM32，以及使用MDK 軟件都有一定的幫助。以上介紹的方法是一個全面的描述，不是所有的芯片都需要通過以上步驟來完成，有的只需要部分操作即可完成。