代码收藏家技术教程 2025-04-02

Keil MDK仿真/调试实战教程：正点原子STM32 nano开发板使用指南

1. DEBUG简介

MDK的功能很强大，其中的Debug功能既可以调试也包含仿真的能力，还可以配合各种调试器使用，如 DAP、J-Link 、ST_Link等。这些调试器提供了更强大的硬件仿真功能，能够实现对单片机的实时调试和性能分析。

软件仿真（Use Simulator）是纯软件模拟，它不依赖实际的硬件设备，是Keil MDK 的一项强大的功能，可以在计算机上对程序进行模拟运行，不用接开发板，只要有开发环境就可以进行程序的调试和验证，如查看数字量输出或模拟量曲线、查看定时时间、模拟外部中断等，还可以性能分析、逻辑分析等，能够对程序的执行时间、资源使用情况等进行分析和模拟，帮助开发者评估程序的性能。优点是不受硬件设备的限制，通过软件算法对单片机的指令执行、寄存器状态、内存操作等进行模拟计算，或者做一些算法和逻辑的验证。软件仿真缺点是无法完全模拟硬件的真实特性和环境，如硬件的延时、干扰、功耗等因素，可能会导致仿真结果与实际运行情况存在一定的偏差。对于一些需要硬件支持的功能，如外设的驱动、传感器的数据采集等，软件仿真无法进行模拟。

硬件调试（Use ST – Link Debugger）有时也称为在线仿真，它需要使用实际的开发板和仿真器（如ST_Link)来进行调试。开发工具可以实时监控和控制目标硬件的运行状态，追踪变量值、寄存器的状态变化，查看程序中变量的值以及内存中的数据，判断代码结构是否合理，对程序进行调试和验证。可以对硬件外设的驱动、传感器的数据采集等功能进行调试，确保硬件和软件的协同工作正常。缺点是成本较高，需要购买开发板、仿真器等硬件设备，增加了开发成本。如果硬件出现故障或损坏，会影响调试工作的进行。同时，硬件的连接和配置也比较复杂，需要一定的硬件知识和技能。nano开发板已经集成了仿真器，可以不受限制的体硬件调试。

区分使用软件仿真和硬件仿真的方法，在Debug选项卡中：

在MDK中点工具栏上的魔法棒，打开的Debug选项卡，选中①的 “Use Simulator”再进行仿真，进行的是软件仿真，选中②的ST-Link Debugger再点开始仿真的就是硬件调试。

2. 调试仿真设置

在开始软件仿真之前，先检查一下配置是不是正确，在MDK 里面点击魔法棒，确定 Target 选项卡内容如图所示：

确认了芯片以及外部晶振频率（8.0Mhz）之后，基本上就确定了 MDK5.23 软件仿真的硬件环境了，接下来，我们再点击 Debug 选项卡，设置为如图所示：

选择Run to main( )，即开始仿真的时候直接跳转到main函数开始仿真。

Debug选项卡中的Dialog DLL中要填写的是用于在调试过程中提供特定对话框功能的动态链接库（Dynamic Link Library，DLL），分别为DARMSTM.DLL 和 TARMSTM.DLL，Parameter 均为：-pSTM32F103RB，这是用于设置支持STM32F103RB 的软硬件仿真。最后点击 OK，完成设置。

在 Keil MDK 开发环境中，DARMSTM.DLL 和 TARMSTM.DLL 都是与意法半导体（ST）的 ARM 微控制器相关的动态链接库（DLL），DARMSTM.DLL 主要用于在 Keil 的仿真环境中模拟 STM32 系列微控制器的硬件外设行为，TARMSTM.DLL 主要用于现实中对 STM32 系列微控制器的硬件调试功能。不同型号的单片机这个参数是不同的，可以查找用户手册、技术指南等文档。STM32单片机使用KEIL开发环境时已经装了器件包，所以Keil中也能找到，打开File->Device Database:

在Search对话框内输入芯片型号，选中左侧中间框中出现的芯片型，最下面的对框内会出现芯片信息，信息最后有我们要找的内容。

3. 仿真工具条

在Keil主界面点击工具栏上的跳转到仿真界面，可以发现，Built工具条变为Debug工具条，如g下图所示的工具条：

Keil 开发环境中，Debug 工具条是进行程序调试的重要工具，包含了一系列常用的调试操作按钮，在我们仿真的时候是非常有用的，以下是对其主要按钮的介绍：

再次单击在主界面点击会退出仿真返回主界面。仿真的设置完成，实际的仿真操作内容在后续的章节结合具体实验讲解。

4. 提示

退出仿真前，要点击工具栏上的清除所有断点后再退出。

断点在程序运行过程中会占用一定的系统资源，比如内存空间等。当设置了多个断点后这些资源会一直被占用直，如果退出仿真时不清除断点，这些被占用的资源可能无法被系统及时释放，从而导致系统资源管理出现混乱，引发各种难以预料的问题。不清除断点直接退出仿真不一定会立即导致程序出错，但的确会增加程序在后续操作中出错的风险，最常见的问题是出现以下提示窗口：