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13.调试与测试技术
13.1调试工具概述
调试是软件开发过程中不可或缺的一环，尤其是在嵌入式系统开发中。TivaC系列微控制器提供了多种调试工具，帮助开发者快速定位和解决问题。常见的调试工具包括：
调试器（Debugger）：用于单步执行、设置断点、查看变量值等。
逻辑分析仪（LogicAnalyzer）：用于分析信号时序和状态。
仿真器（Emulator）：用于模拟目标系统的运行环境。
串行端口（SerialPort）：用于输出调试信息。
JTAG/SWD接口：用于与调试器通信。
13.1.1使用调试器
调试器是开发过程中最常用的工具之一。TivaC系列支持多种调试器，如IAREmbeddedWorkbench、KeilμVision、TexasInstruments的CodeComposerStudio(CCS)等。下面以CodeComposerStudio为例，介绍如何使用调试器进行调试。
13.1.1.1设置断点
断点是调试过程中最常用的功能之一。通过在代码中设置断点，可以在特定位置暂停程序执行，查看变量值、寄存器状态等。
//main.c
#includestdint.h
#includestdbool.h
#includetm4c123gh6pm.h
voidmain(void){
//初始化GPIO
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R5;//使能GPIOF时钟
while((SYSCTL_RCGCGPIO_RSYSCTL_RCGCGPIO_R5)==0){}//等待GPIOF时钟稳定
GPIO_PORTF_DIR_R|=0x02;//设置PF1为输出
GPIO_PORTF_DEN_R|=0x02;//使能PF1为数字引脚
//主循环
while(1){
GPIO_PORTF_DATA_R|=0x02;//设置PF1为高电平
for(volatileuint32_ti=0;i200000;i++){}//延时
GPIO_PORTF_DATA_R=~0x02;//设置PF1为低电平
for(volatileuint32_ti=0;i200000;i++){}//延时
}
}
在CodeComposerStudio中，可以通过点击代码行号左侧的空白处来设置断点。例如，可以在GPIO_PORTF_DATA_R|=0x02;这一行设置断点，程序运行到这一行时会暂停，可以在调试窗口中查看变量值和寄存器状态。
13.1.1.2单步执行
单步执行（StepOver/StepInto/StepOut）是调试过程中另一个重要的功能。通过单步执行，可以逐步检查程序的执行流程，确保每一步都符合预期。
StepOver：执行当前行，如果当前行是函数调用，则直接跳过该函数的执行，进入下一行。
StepInto：执行当前行，如果当前行是函数调用，则进入该函数内部。
StepOut：从当前函数内部跳出，返回到调用该函数的地方。
13.1.1.3查看变量值
在调试过程中，查看变量值是非常重要的。可以在变量窗口中查看局部变量、全局变量、寄存器等。
//main.c
#includestdint.h
#includestdbool.h
#includetm4c123gh6pm.h
volatileuint32_tcounter=0;
voidmain(void){
//初始化GPIO
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R5;//使能GPIOF时钟
while((SYSCTL_RCGCGPIO_RSYSCTL_RCGCGPIO_R5)==0){}//等待GPIOF时钟稳定
GPIO_PORTF_DIR_R|=0x02;//设置PF1为输出
GPIO_PORTF_DEN_R|=0x02;//使能PF1为数字引脚
//主循环
while(1){
counter++;
GPIO_PORTF_DATA_R|=0x02;//设置