1.5 Отладка разрабатываемой программы

1.5.1 Ошибки алгоритма и его реализации

Если вы исправили все ошибки и добились отсутствия предупреждений, то это значит, что программа успешно оттранслирована. В принципе, вы можете записывать ее в программную память и опробовать ее работу «в железе». Но в большинстве случаев отсутствие синтаксических ошибок еще не означает отсутствие ошибок как таковых. Можно написать команду правильно, да не ту. Но главная неприятность – ошибки алгоритма или его реализации.

Программист может упустить какой-либо шаг или неправильно поставить условие. Все возможные ошибки алгоритма перечислить сложно. Но в результате программа может работать неправильно либо совсем не работать. По этой причине перед тем, как записывать программу в программную память микроконтроллера, необходимо попытаться выявить все эти ошибки.

Вообще, процесс написания программы процентов на 60—70 состоит из поиска и устранения ошибок. И основное количество ошибок выявляется при отладке программы. По-английски процесс отладки называется Debug – процесс избавления от ошибок (дословно – процесс ловли блох).

1.5.2 Этапы процесса отладки

Процесс отладки начинается с перевода программы в соответствующий режим. Если проект открыт, а все его программы записаны и оттранслированы, то для перехода в режим отладки выберите пункт «Start Debugging» в меню «Debug» или нажмите кнопку на панели задач.

Программа начнет процесс подготовки. Процесс длительный. Пока идет подготовка, в нижней части основной панели будет двигаться полоса, показывающая процент выполнения операции. По окончании процесса подготовки программа переходит в новый режим. В окне 1 на передний план выходит вкладка «I/O View» (см. рис. 1.4), которая теперь будет использоваться для просмотра содержимого всех регистров. Причем внешний вид этой вкладки немного изменяется. Для каждого элемента в дереве ресурсов появляется поле, отображающее его содержимое.

В окне 2 на передний план выходит вкладка «Breakpoints and Tracepoints», где теперь будут отображаться все точки останова. В панели инструментов активизируются все инструменты, относящиеся к режиму отладки (до этого они были неактивны). В окне 3 напервый план выходит текст главного программного файла. На левойгранице окна этого файла появляется желтая стрелка – указатель текущей выполняемой команды. Указатель установится в начало программы (напротив первой исполняемой команды). Теперь все готово для отладки.

Отладка может выполняться разными методами. Самый простой метод – пошаговое выполнение. Для того, чтобы сделать один шаг, выберите в меню «Debug» пункт «Step into» («Шаг в») либо нажмите кнопкуна панели инструментов.

Можно также просто нажать кнопку «F11». В результате программа выполнит одну текущую команду. Указатель текущей команды (желтая стрелка) переместится в следующую позицию. Содержимое регистров изменится в соответствии с выполненной операцией.

Вы можете это проверить, найдя нужный регистр в окне 1. Убедившись, что команда выполнена правильно, делайте следующий шаг. И так далее. При этом вы можете проследить последовательность выполнения операций, правильность выполнение условных переходов и многое другое.

Рис.1.4 – Изменение содержимого регистров

В любой момент вы можете вручную изменить содержимое любого из элементов в дереве ресурсов. Причем можно изменять как содержимое любого отдельного разряда, так и всего регистра в целом. Для изменения содержимого разряда достаточно щелкнуть при помощи мыши по одному из квадратиков, символизирующему нужный разряд (см. рис. 1.4).

При этом состояние квадратика изменится на противоположное (единица изменится на ноль, либо наоборот). Для изменения значения всего регистра необходимо произвести двойной щелчок мышью по изображению содержимого регистра (в шестнадцатеричном виде). Откроется окно содержимого. В этом окне вы можете выбрать одну из четырех форм представления числа (шестнадцатеричное, десятичное, восьмеричное или двоичное) и изменить это значение в выбранном вами формате. Затем нажмите кнопку «Ok» и изменение «запишется» в соответствующий регистр.

Изменяя содержимое регистра, вы можете моделировать различные ситуации. Например, имитировать изменение сигналов на входе порта или принудительно изменять значение счетного регистра таймера, чтобы не ждать, пока он досчитает до нужного значения.

Кроме директивы «Шаг в», имеется еще несколько ее модификаций. Их назначение и способы вызова приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Директивы пошагового выполнения программы

Название	Пункт меню “Debug”	Кнопка	Горячая клавиша	Описание
Шаг в	Step into		F11	Выполнить очередную команду
Шаг через	Step over		F10	Выполнить очередную подпрограмму
Шаг из	Step out		Shift+F11	Завершить текущую подпрограмму
Выполнить до	Run to cursor		Ctrl+F10	Выполнять с текущей строки и до строки, где стоит курсор

Директива «Шаг через» используется в том случае, если при пошаговом выполнении программы встретится команда вызова подпрограммы. Если вы не хотите пошагово выполнять всю подпрограмму, вы можете выполнить ее за один шаг. При этом желательно, чтобы подпрограмма не содержала ошибок.

Директива «Шаг из» применяется в том случае, если вы все же вошли в подпрограмму, но затем поняли, что ее пошаговое выполнение излишне. Выбрав данную директиву, можно за один шаг выполнить все оставшиеся команды подпрограммы.

Директива «Выполнить до» применяется в том случае, когда какая-либо часть программы не оформлена в виде подпрограммы, но ее желательно выполнить за один шаг. В этом случае в конце выбранного фрагмента вы можете установить текстовый курсор (мигающую вертикальную полоску) и выбрать директиву «Выполнить до». Отладчик за один шаг выполнит все команды, начиная с текущей (отмеченной желтой стрелкой) и вплоть до текстового курсора. Команда в строке с курсором выполняться не будет. Она станет текущей (на нее теперь будет указывать желтая стрелка).