Boot 引腳引發(fā)的血案

血案現(xiàn)場(chǎng)描述：

程序下載到程序之后，沒(méi)有正常運(yùn)行。

懷疑下載過(guò)程或者程序出現(xiàn)問(wèn)題，但是同樣的工具，同樣的程序，下載到另一塊單片機(jī)沒(méi)有任何問(wèn)題。

那么問(wèn)題出在哪？

方法嘗試：

遇到詭異的問(wèn)題時(shí)，魚(yú)鷹都是建議直接在線調(diào)試。

因?yàn)橄螺d過(guò)程是正常的，說(shuō)明調(diào)試器可以正常連接單片機(jī)，同時(shí)單片機(jī)也可以正常工作，否則調(diào)試器無(wú)法連接單片機(jī)并下載。

（通過(guò)以下界面，可以查看調(diào)試器是否已連接，包含調(diào)試器的產(chǎn)品序列號(hào)，固件版本等，右邊窗口表示連接的單片機(jī)芯片 ID 信息，目前這個(gè)界面因?yàn)闆](méi)有調(diào)試器，沒(méi)有相關(guān)信息）

因?yàn)檎{(diào)試器可以正常連接芯片，那么進(jìn)入在線調(diào)試模式就是順理成章的事情了。

當(dāng)你在線調(diào)試時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)如下窗口：

（該圖是一個(gè)群友的截圖，放在這里方便描述）

通過(guò)上一篇筆記《編譯優(yōu)化：這些鍋俺不背！》我們可以知道，這個(gè)工程下載的工程應(yīng)該是正確的，MDK 也可以正常設(shè)置斷點(diǎn)位置。

但奇怪的是，程序竟然沒(méi)有停在斷點(diǎn)處。這是個(gè)很詭異的問(wèn)題。

同時(shí)這個(gè)現(xiàn)象也解釋了為什么程序工作不正常，既然程序沒(méi)有運(yùn)行到 main 函數(shù)，那么肯定無(wú)法正常工作。

有經(jīng)驗(yàn)的工程師應(yīng)該都知道，main 函數(shù)并不是單片機(jī)運(yùn)行的第一條指令，所以我們就會(huì)懷疑是否是中斷向量表有問(wèn)題（第一條指令地址存放在中斷向量處）。

但是根據(jù)前面所說(shuō)，這個(gè)程序下載到別的單片機(jī)是正常運(yùn)行的，所以可以排除這個(gè)原因。

那么這個(gè)問(wèn)題到底是怎么回事？

我們其實(shí)可以從調(diào)試截圖中得到另一個(gè)信息，單片機(jī)在 0x1FFFxxxx 地址處運(yùn)行（正常應(yīng)該在 0x0800xxxx）?。?！

并且當(dāng)你單步運(yùn)行時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)匯編指令是可以執(zhí)行的。同時(shí)我們可以看到匯編指令是正常的，并不都是 0 或者 0xff，這些數(shù)據(jù)能夠被解析器正確解析成匯編指令。

這就說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，單片機(jī)確實(shí)在運(yùn)行指令，只不過(guò)，我們無(wú)法通過(guò) MDK 看到源碼，也無(wú)法進(jìn)行源碼級(jí)別的調(diào)試。

分析到這里，有經(jīng)驗(yàn)的道友應(yīng)該有點(diǎn)方向了。

在單片機(jī)中，還有什么代碼是可以被執(zhí)行，我們用戶(hù)又沒(méi)有源碼的？

沒(méi)錯(cuò)，就是芯片生產(chǎn)時(shí)固化在單片機(jī)內(nèi)部的 ISP 程序。

很多時(shí)候，當(dāng)我們沒(méi)有合適的調(diào)試器更新程序時(shí)，我們會(huì)選擇使用串口下載程序。

并且我們很清楚如何通過(guò)設(shè)置 boot0 引腳來(lái)完成升級(jí)，我們也很清楚單片機(jī)中有一段代碼專(zhuān)門(mén)干這事，而每一本芯片參考手冊(cè)里也都寫(xiě)了如何使用串口升級(jí)。

但是我們卻不知道這段程序到底位于哪里？我們無(wú)法親眼看到這段程序執(zhí)行并把我們的程序下載到單片機(jī)中。

所以當(dāng)我們看到問(wèn)題截圖時(shí)，我們無(wú)法第一時(shí)間明白：?jiǎn)纹瑱C(jī)正在執(zhí)行串口升級(jí)程序。

（事實(shí)上，我們可以從參考手冊(cè)看到系統(tǒng)存儲(chǔ)地址的空間）

到此，我們應(yīng)該知道單片機(jī)為什么不能正常工作了，因?yàn)樗苠e(cuò)地方了！

那為啥會(huì)運(yùn)行到系統(tǒng)存儲(chǔ)器去了呢？

肯定和開(kāi)機(jī)時(shí) boot 引腳電平有關(guān)。

問(wèn)題解決：

既然定位到 boot 引腳電平可能有問(wèn)題，那么就可以通過(guò)檢查 boot 情況來(lái)確定問(wèn)題。

最終那位群友說(shuō)是因?yàn)橘N片時(shí)貼錯(cuò)了位置，導(dǎo)致應(yīng)該設(shè)置為低電平卻設(shè)置成高電平導(dǎo)致。

確實(shí)，這個(gè)群友經(jīng)過(guò)我的提醒定位到問(wèn)題了，但是現(xiàn)場(chǎng)情況可能比那位群友的要糟糕。

比如，魚(yú)鷹在第一次遇到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，也是出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，但是那時(shí)的單片機(jī) boot0 使用萬(wàn)用表檢測(cè)的電壓確實(shí)是低電平，但它還是到系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)執(zhí)行了（那時(shí)并不知道這是 ISP 程序，只知道執(zhí)行位置錯(cuò)了，當(dāng)問(wèn)題解決了，魚(yú)鷹才曉得這段代碼是干啥的）。

一般人遇到這種問(wèn)題，可能就不知所措，開(kāi)始繼續(xù)懷疑是不是自己軟件的問(wèn)題了。但魚(yú)鷹不同，摸爬滾打多年，經(jīng)驗(yàn)豐富（自夸，哈哈），堅(jiān)信自己的判斷：一定是 boot 0 引腳問(wèn)題。

所以，魚(yú)鷹拿來(lái)示波器（為什么要使用示波器？我們要知道，萬(wàn)用表只能檢測(cè)出平均的電壓，瞬間的電平變化，萬(wàn)用表是無(wú)法發(fā)現(xiàn)的），從上電開(kāi)始觀察。

因?yàn)閱?wèn)題復(fù)現(xiàn)率很高，魚(yú)鷹很快通過(guò)示波器的單次觸發(fā)功能發(fā)現(xiàn)了在上電那一刻，boot0 引腳會(huì)突然出現(xiàn)一個(gè)高電平，如果此時(shí)剛好是單片機(jī)采樣 boot0 的時(shí)刻，那么單片機(jī)進(jìn)入串口下載程序也就不奇怪了。

到此，身為軟件工程師的責(zé)任結(jié)束了，我們已經(jīng)定位到有異常電平導(dǎo)致單片機(jī)工作不正常，此時(shí)就要由硬件工程師上場(chǎng)分析為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)異常電平了。

至于異常電平是如何產(chǎn)生的，又是如何解決的，就不是我們軟件工程師要了解的了，畢竟我們不是專(zhuān)業(yè)的。

總結(jié)：

以上問(wèn)題，在第一次遇到時(shí)，魚(yú)鷹確實(shí)一臉懵逼，但使用在線調(diào)試這個(gè)大殺器，再結(jié)合扎實(shí)的基礎(chǔ)，解決起來(lái)也不是那么困難。但是對(duì)于其他人而言，可能就是一件毫無(wú)頭緒的事情，可能?chē)L試各種方法還是一無(wú)所獲，畢竟其他硬件都沒(méi)有問(wèn)題，只是 boot 引腳電平問(wèn)題，而我們平時(shí)一般不會(huì)關(guān)注它。

正因?yàn)槿绱?，每次遇到這種截圖，魚(yú)鷹都是讓他們檢查 boot 引腳再說(shuō)。

而今天魚(yú)鷹記錄這個(gè)問(wèn)題，就是希望讓更多人可以知道這個(gè)事（求轉(zhuǎn)發(fā)），從而更快的定位問(wèn)題。

希望今天這篇筆記對(duì)你有所啟發(fā)，咱們下期再見(jiàn)！