CubeMX+VSCode+Ozone的STM32开发工作流（三）利用Ozone进行可视化调试和代码分析

neozng1@hnu.edu.cn

本教程的示例代码是笔者参加RoboMaster机甲大师赛为机器人编写的控制器框架，你可以直接克隆仓库，阅读仓库下的Markdown文档获得更好的体验，记得点一个小⭐： basic_framework: basic_framework (gitee.com)

所有安装包也可以在此百度网盘链接下获得：
链接： https://pan.baidu.com/s/1sO_EI4cToyIAcScOQx-JSg?pwd=6666
提取码：6666

Ozone暂时只支持jlink。
22/11/16 重要更新：安装Ozone3.24 32-bit和J-Link7.22b目前可以支持J-link和 dap-link/cmsis-dap

软件安装

安装Ozone和J-link工具箱（驱动、gdb以及各种调试工具）。安装包都在网盘链接。

注意，如果希望支持daplink（包括正点原子无线调试器），请务必安装网盘对应的版本（Ozone3.24 32-bit和J-Link7.22b）。

经过测试发现只有32位的ozone3.24支持daplink。

应该先安装Ozone，再安装jlink。以下为步骤：

1. 安装Ozone

这一步注意选择install a new instance（安装一个新的实例）。后续一路确认即可。

2. 安装jlink

这一步注意不要勾选update dll in other application，否则jlink会把ozone里面老的驱动和启动项替代掉。choose destination和ozone一样，选择install a new instance。如果安装了老的相同版本的jlink，请先卸载（版本相同不用管，直接新装一个）。

3. 替换动态链接库
将网盘上下载的JLinkARM.dll放到JLink和Ozone的安装目录下，替换原来的库。下载下来的库经过修改，使得J-LinkOB在使用的时候不会报“The JLink is defective"和”you are using a clone version“的错误。
之后如果安装其他版本的jlink，也请注意不要勾选update DLL in other application，否则会替换掉修改过的动态链接库。

配置调试项目

安装好两个软件之后，打开ozone后会显示一个new project wizard，如果没有打开，在工具栏的File-> New -> New project wizard。

选择M4内核，为了能够查看外设寄存器的值还需要svd文件。所有mcu的svd都在图中的文件夹里提供，当然你也可以使用我们仓库根目录下的文件。

接口选择swd，接口速度不需要太高，如果调试的时候需要观察大量的变量并且使用日志功能，可以调高这个值。如果连接了jlikn，上面的窗口中会显示。如果链接了dap-link，比如无线调试器，会出现Unknown CMSIS-dap。选择你要使用的调试器，然后继续。

选择构建之后生成的.elf文件（在项目文件夹下的build中）。这是调试器专用的文件格式，对其内容感兴趣可以自行搜索细节。此外ozone还支持.bin .hex .axf（最后一个是amr-cc，也就是keil的工具链会生成的）等格式。

这页不要动。如果希望保存jlink的调试日志，最后一个选项选择一个文件或者新建一个日志文件。

常用调试窗口和功能

下图的配置是笔者常用的layout。每个窗口是否显示、放在什么位置等都是可以自己定义的。通过工具栏的view选项卡可以自行选择需要展示的窗口。

1. 调试控制：和vscode类似
2. 变量watch窗口，这里的变量不会实时更新，只有在暂停或遇到断点的时候才会更新。若希望实时查看，在这里右键选择需要动态查看的变量，选择Graph，他就会出现在窗口8的位置。
3. 断点和运行追踪管理
4. 调试控制台，输出调试器的信息。
5. 终端，支持一些jlink script的命令。单片机通过log模块发送的日志也会显示在这里。
6. 代码窗口，用于添加断点、添加查看等。鼠标悬停在变量上可以快速查看变量值和类型。希望打开整个项目文件，点击工具栏的view选项卡，单击Source Files就可以打开一个项目中所有源文件的窗口。右键点击函数或变量可以跳转到定义和声明、查看汇编代码等。按F12跳转到定义。
7. 变量可视化窗口，这就是Ozone的大杀器。在变量添加到查看（watch）之后，右键点击watch中的变量选择Graph，变量会被添加到可视化查看中。你可以选择“示波器”的显示时间步长以及颜色等信息，还可以更改采样率。
   注意，如果添加到动态调试窗口中没有反应，请在窗口8中修改一下”Sample Freq“为100Hz或200Hz即可。
8. 窗口8和7配合。在窗口8中会实时显示变量值，并且统计平均值和最大最小值，而且还会将所有采样值保存到一个csv文件当中，如果需要进一步分析可以导出这个数据文件。
9. 内存视图。可以直接查看任意内存位置的值。

再次注意，这些窗口是否开启以及位置都是可以自定义的。
另外，如果使用dap-link，调试过程中可能会反复提示没有license，请查阅basic_framework: basic_framework (gitee.com)获取解决方案。

如果在调试过程中发现bug或者需要更改代码，不需要终止调试或者关闭窗口。直接前往vscode修改并重新编译，Ozone会自动检测到.elf文件的变化，询问你是否重新加载项目。选择是后会自动开始下载并进入调试。

• 变量动态查看（可视化）
  • 如果没有打开窗口，现在view->timeline中打开可视化窗口。动态变量查看的窗口也在view->data sampling。
    启用动态变量查看的流程如下：

在代码窗口中选中需要观察的变量添加到watch窗口在watch选择要动态查看的变量添加到Datasample窗口

第一步的快捷键是ctrl+w，选中变量之后按。
第二部的快捷键是ctrl+g，选中watch中的变量后按。
第三步可以修改示波器的步长和采样频率。

• • 如果当前文件没有你要的变量，你想查看项目中的其他文件夹，在view-> source files中可以打开该项目所有的源文件，双击可以打开源文件。

在变量的watch窗口右键点击变量，选择一个refresh rate也可以实时查看变量（和keil一样）。

• 日志打印

在Terminal窗口查看，还可以通过命令直接控制单片机的运行（不过不常用）。

未打开窗口则在view-> terminal中打开。

• 外设查看

在view-> register中打开窗口，选择Peripherals可以查看所有外设寄存器

CPU选项卡可以查看CPU的寄存器。

• 调用栈

在view-> call stack中打开窗口。

常用快捷键

保存调试项目

退出时可以将调试项目保存在项目的根目录下，方便下次调试使用，不需要重新设置。可以为jlink和daplink分别保存一套调试配置。

附录1：为daplink添加license

在网盘上下载daplink_register_license.rar，解压出来之后打开。请关闭杀毒软件。

根据Ozone打开时提示的daplink的序列号，将其输入注册机，电机generate，就会生成5个license。

windows菜单搜索J-link license manager，点击添加license，将注册机生成的五个license依次复制黏贴并添加到的license manager中即可。