前言
MDK的一個(gè)強(qiáng)大的功能就是提供軟件仿真(注意：STM32F4不支持軟件仿真)，通過軟件仿真，我們可以發(fā)現(xiàn)很多將要出現(xiàn)的問題，避免了下載到STM32里面來查這些錯(cuò)誤，這樣最大的好處是能很方便的檢查程序存在的問題，因?yàn)樵贛DK的仿真下面，你可以查看很多硬件相關(guān)的寄存器，通過觀察這些寄存器，你可以知道代碼是不是真正有效。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不必頻繁的刷機(jī)，從而延長了STM32的FLASH壽命(STM32的FLASH壽命≥1W次)。當(dāng)然，軟件仿真不是萬能的，很多問題還是要到在線調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)。
這里我們以戰(zhàn)艦版跑馬燈實(shí)驗(yàn)為例子。廢話不多說了，接下來我們開始進(jìn)行軟件仿真。
第一步
主要檢查芯片型號(hào)和晶振頻率，其他的一般默認(rèn)即可，具體操作如下：

(特別提醒：Xtal參數(shù)只用于軟件仿真的，對于硬件仿真或者直接把程序下載到板子里是沒有影響的。而且MDK5.35開始禁用外部晶振設(shè)置選項(xiàng)，所以是灰色的，顯示undefined)
第二步
選擇操作類型，以及設(shè)置DialogDLL等參數(shù)，具體操作如下：

選擇：UseSimulator，即使用軟件仿真。
選擇：Runto main()，即跳過匯編代碼，直接跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)開始仿真。
設(shè)置下方的DialogDLL分別為：DARMSTM.DLL和TARMSTM.DLL，Parameter均為：-pSTM32F103ZE，用于支持STM32F103ZE的軟硬件仿真(即可以通過Peripherals選擇對應(yīng)的外設(shè)的對話框觀察仿真結(jié)果)。

第三步
點(diǎn)擊開始/停止仿真按鍵，開始仿真，出現(xiàn)如下界面

Register即寄存器窗口，這里一般用于查看程序運(yùn)行時(shí)間即Sec處，以及一些比較高級(jí)的bug查找，主要就是對CortexM3內(nèi)核寄存器R0~R14數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是否異常。
Disassembly即反匯編窗口，C語言代碼與匯編代碼比對顯示，方便從匯編級(jí)別進(jìn)行查看程序運(yùn)行狀態(tài)，也是屬于比較高級(jí)的bug查找。
代碼窗口，就是我們的工程代碼了。左側(cè)有黃色和綠色兩個(gè)三角形，黃色三角形代表將要執(zhí)行的代碼，綠色的三角形表示當(dāng)前光標(biāo)所在代碼，一般情況下，兩個(gè)三角形是同步的，只要你點(diǎn)擊其他位置查看代碼時(shí)，綠色三角形就會(huì)移位。
CallStack Locals即調(diào)用關(guān)系和局部變量窗口，通過該窗口可以查看函數(shù)調(diào)用關(guān)系以及函數(shù)的局部變量，仿真調(diào)試時(shí)，很有用。
除了這些窗口，實(shí)際上還有一些其他窗口，可以根據(jù)實(shí)際需求去選擇使用。
上圖還有一個(gè)很重要的工具條即Debug工具條。

復(fù)位：其功能等同于硬件上按復(fù)位按鈕。相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了一次硬復(fù)位。按下該按鈕之后，代碼會(huì)重新從頭開始執(zhí)行。
執(zhí)行到斷點(diǎn)處：該按鈕用來快速執(zhí)行到斷點(diǎn)處，有時(shí)候你并不需要觀看每步是怎么執(zhí)行的，而是想快速的執(zhí)行到程序的某個(gè)地方看結(jié)果，這個(gè)按鈕就可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能，前提是你在查看的地方設(shè)置了斷點(diǎn)。
停止運(yùn)行：此按鈕在程序一直執(zhí)行的時(shí)候會(huì)變?yōu)橛行Вㄟ^按該按鈕，就可以使程序停止下來，進(jìn)入到單步調(diào)試狀態(tài)。
執(zhí)行進(jìn)去：該按鈕用來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行到某個(gè)函數(shù)里面去的功能，在沒有函數(shù)的情況下，是等同于執(zhí)行過去按鈕的。
執(zhí)行過去：在碰到有函數(shù)的地方，通過該按鈕就可以單步執(zhí)行過這個(gè)函數(shù)，而不進(jìn)入這個(gè)函數(shù)單步執(zhí)行。
執(zhí)行出去：該按鈕是在進(jìn)入了函數(shù)單步調(diào)試的時(shí)候，有時(shí)候你可能不必再執(zhí)行該函數(shù)的剩余部分了，通過該按鈕就直接一步執(zhí)行完函數(shù)余下的部分，并跳出函數(shù)，回到函數(shù)被調(diào)用的位置。
執(zhí)行到光標(biāo)處：該按鈕可以迅速的使程序運(yùn)行到光標(biāo)處，其實(shí)是挺像執(zhí)行到斷點(diǎn)處按鈕功能，但是兩者是有區(qū)別的，斷點(diǎn)可以有多個(gè)，但是光標(biāo)所在處只有一個(gè)。
匯編窗口：通過該按鈕，就可以查看匯編代碼，這對分析程序很有用。
堆棧局部變量窗口：通過該按鈕，顯示CallStack Locals 窗口，顯示當(dāng)前函數(shù)的局部變量及其值，方便查看。
觀察窗口：MDK5提供2個(gè)觀察窗口(下拉選擇)，該按鈕按下，會(huì)彈出一個(gè)顯示變量的窗口，輸入你所想要觀察的變量/表達(dá)式，即可查看其值，是很常用的一個(gè)調(diào)試窗口。
內(nèi)存查看窗口：MDK5提供4個(gè)內(nèi)存查看窗口(下拉選擇)，該按鈕按下，會(huì)彈出一個(gè)內(nèi)存查看窗口，可以在里面輸入你要查看的內(nèi)存地址，然后觀察這一片內(nèi)存的變化情況。是很常用的一個(gè)調(diào)試窗口。
串口打印窗口：MDK5提供4個(gè)串口打印窗口(下拉選擇)，該按鈕按下，會(huì)彈出一個(gè)類似串口調(diào)試助手界面的窗口，用來顯示從串口打印出來的內(nèi)容。
邏輯分析窗口：該圖標(biāo)下面有3個(gè)選項(xiàng)(下拉選擇)，我們一般用第一個(gè)，也就是邏輯分析窗口(LogicAnalyzer)，點(diǎn)擊即可調(diào)出該窗口，通過SETUP按鈕新建一些IO口，就可以觀察這些IO口的電平變化情況，以多種形式顯示出來，比較直觀。
系統(tǒng)查看窗口：該按鈕可以提供各種外設(shè)寄存器的查看窗口(通過下拉選擇)，選擇對應(yīng)外設(shè)，即可調(diào)出該外設(shè)的相關(guān)寄存器表，并顯示這些寄存器的值，方便查看設(shè)置的是否正確。
以上是比較常用的，當(dāng)然不是每次都用得著，具體看你程序調(diào)試時(shí)候的需求。
第四步
點(diǎn)擊LogicAnalyzer并點(diǎn)擊Setup新建兩個(gè)信號(hào)PORTB.5和PORTE.5，具體操作如下：

兩個(gè)信號(hào)的DisplayType都選擇bit，然后點(diǎn)擊Close關(guān)閉對話框，可以看到邏輯分析窗口出現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)，如下圖所示。

第五步
點(diǎn)擊執(zhí)行到斷點(diǎn)處即。運(yùn)行一段時(shí)間之后，按關(guān)閉按鍵，暫停仿真回到邏輯分析窗口，得到的波形如下圖所示：

這里注意：Gird要調(diào)節(jié)到0.2s左右比較合適，可以通過Zoom里面的In按鈕來放大波形，通過Out按鍵來縮小波形，或者按All顯示全部波形。從上圖也可以看到PORTB.5和PORTE.5交替輸出，從這里就可以判斷代碼的準(zhǔn)確性了。

電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)

一、電阻

電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示，如：R1表示編號(hào)為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為：分流、限流、分壓、偏置等。

1、參數(shù)識(shí)別：電阻的單位為歐姆（Ω）、千歐（KΩ）、兆歐（MΩ）等。

換算方法是：1兆歐=1000千歐=1000000歐

電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種，即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。

a、數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，

如： 472 表示 47×100Ω（即4.7K）； 104則表示100K

b、色環(huán)標(biāo)注法使用最多，現(xiàn)舉例如下：

四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻（精密電阻）

2、電阻的色標(biāo)位置和倍率關(guān)系如下表所示：

顏色 有效數(shù)字 倍率 允許偏差（%）

銀色 x0.01 ±10 金色 x0.1 ±5

黑色 0 0 棕色 1 x10 ±1

紅色 2 x100 ±2 橙色 3 x1000

黃色 4 x10000 綠色 5 x100000 ±0.5

藍(lán)色 6 x1000000 ±0.2 紫色 7 x10000000 ±0.1

灰色 x100000000 白色 9 x1000000000

例如，紅，黃，棕，金 表示240歐

二、電容

1、電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示（如C13表示編號(hào)為13的電容）。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對交流信號(hào)的阻礙作用稱為容抗，它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。

容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號(hào)的頻率，C表示電容容量)

電話機(jī)中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨(dú)石電容、鉭電容和滌綸電容等。

2、識(shí)別方法：電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位

還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。

其中：1法拉=10^3毫法=10^6微法=10^9納法=10^12皮法

字母表示法：1m=1000 uF 1n=1000PF

數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。

如：102表示10×10^2PF=1000PF 224表示22×10^4PF=0.22 uF

3、電容容量誤差表

符 號(hào) F G J K L M

允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

如：一瓷片電容為104J表示容量為0. 1 uF、誤差為±5%。

三、晶體二極管

晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如： D5表示編號(hào)為5的二極管。

1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟?，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。

正因?yàn)槎O管具有上述特性，無繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。

電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為：

整流二極管（如1N4004）、隔離二極管（如1N4148）、肖特基二極管（如BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。

2、識(shí)別方法：二極管的識(shí)別很簡單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號(hào)來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。

發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識(shí)別，長腳為正，短腳為負(fù)。

3、測試注意事項(xiàng)：

用數(shù)字式萬用表去測二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?

4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下：

型號(hào) 1N4001 1N4002 1N4003

1N4004 1N4005 1N4006 1N4007

耐壓（V） 50 100 200 400 600 800 1000

電流（A） 均為1

四、穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號(hào)為5的穩(wěn)壓管。

1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。

2、故障特點(diǎn)：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。

常用穩(wěn)壓二極管的型號(hào)及穩(wěn)壓值如下表：

型 號(hào) 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761

穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

五、電感

電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L6表示編號(hào)為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。

直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很?。划?dāng)交流信號(hào)通過線圈時(shí)，線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。

電感在電路中可與電容組成振蕩電路。

電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1uH（誤差5%）的電感。

電感的基本單位為：亨（H）

換算單位有：1H=10^3mH=10^6uH。

六、變?nèi)荻O管

變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來的一種特殊二極管。

變?nèi)荻O管在無繩電話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)調(diào)制到高頻信號(hào)上，并發(fā)射出去。

在工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。

變?nèi)荻O管發(fā)生故障，主要表現(xiàn)為漏電或性能變差：

（1）發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。

（2）變?nèi)菪阅茏儾顣r(shí)，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號(hào)發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。

出現(xiàn)上述情況之一時(shí)，就應(yīng)該更換同型號(hào)的變?nèi)荻O管。

七、晶體三極管

晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示，如：Q17表示編號(hào)為17的三極管。

1、特點(diǎn)：晶體三極管（簡稱三極管）是內(nèi)部含有2個(gè)PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型，這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補(bǔ)，所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。

電話機(jī)中常用的PNP型三極管有：A92、9015等型號(hào)；

NPN型三極管有：A42、9014、9018、9013、9012等型號(hào)。

2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，在常見電路中有三種接法。

為了便于比較，將晶體管三種接法電路所具有的特點(diǎn)列于下表，供參考。

名稱 共發(fā)射極電路 共集電極電路（射極輸出器） 共基極電路

輸入阻抗 中（幾百歐～幾千歐） 大（幾十千歐以上） ?。◣讱W～幾十歐）

輸出阻抗 中（幾千歐～幾十千歐） ?。◣讱W～幾十歐） 大（幾十千歐～幾百千歐）

電壓放大倍數(shù) 大 小（小于1并接近于1） 大

電流放大倍數(shù) 大（幾十） 大（幾十） ?。ㄐ∮?并接近于1）

功率放大倍數(shù) 大（約30～40分貝） ?。s10分貝） 中（約15～20分貝）

頻率特性 高頻差 好

應(yīng)用多級(jí)放大器中間級(jí)，低頻放大 輸入級(jí)、輸出級(jí)或作阻抗匹配用 高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路

八、場效應(yīng)晶體管放大器

1、場效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場效管做整個(gè)電子設(shè)備的輸入級(jí)，可以 獲得一般晶體管很難達(dá)到的性能。

2、場效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類，其控制原理都是一樣的。

3、場效應(yīng)管與晶體管的比較

1）場效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下，應(yīng)選用場效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較多電流的條件下應(yīng)選用晶體管。

2）場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。

3）有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。

4）場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。