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深入探讨单片机异常处理

gh_e7f294a514ca 来源:单片机匠人 作者: 黄忠老师 2021-10-20 10:55 次阅读

ARM处理器中,如果一个程序产生了错误并且被处理器检测到,这是就会产生错误异常。

错误是怎么发生的呢?

许多可能的原因都会引起错误发生,比如对于存储器相关错误,总线系统的异常响应可以有以下原因:

访问的地址非法;

由于传输的类型非法,总线的从设备不接受此次传输(从设备决定)

由于传输未使能或初始化,总线的从设备无法进行此次传输(例如,如果外设的时钟被关闭,那么访问这个外设时,微控制器就可能会产生错误响应)。

当确定了硬件错误异常的直接原因以后,我们可能还得花费一些时间来确定问题的根源。例如,总线错误可以由很多种情况引发,例如错误的指针操作、栈空间损坏、内存溢出、非法存储器映射以及其他原因。

分析错误

根据错误类型的不同,通常能够直接确定引起硬件错误异常的指令的位置。要实现这个目的,就需要知道进入硬件错误异常时的寄存器的内容,以及异常处理前压入栈中的寄存器的内容。这些值中包含了程序返回地址,通过它也能知道引起错误的指令地址。

如果使用了调试器,那么可在工程中创建硬件错误异常处理,并且在其中添加一个用以暂停处理器的断点指令;或者也可以在硬件错误异常处理的开始部分设置一个断点,这样当硬件错误发生时,处理器就会自动暂停。在处理器由于硬件错误暂停后,我们就可以尝试着按照下面图的流程对错误进行定位。

为了给分析提供更多的信息,也可以生成程序映像的汇编代码,并且利用在栈帧中找到的PC值确定错误的位置。如果错误的地址为存储器访问指令,就应该检查寄存器的值确定存储器访问的地址是否合法。除了检查地址范围,也应该确认存储器的地址是否正确地对齐。

除了压入栈中的PC值(返回地址),栈帧中也包含了其他有助于调试的寄存器值。例如,压入栈的IPSR能够反映处理器是否在进行异常处理,EPSR则代表了处理器状态(EPSR的T位为0,则表示错误由意外切换至ARM状态引起)。

栈中的LR也可能会提供一些信息,例如发生错误的函数的返回地址,错误是否发生在异常处理中,以及EXC_RETURN的值是否被异常破坏等。

另外,当前的寄存器值也可以提供有助于定位错误原因的各种信息,除了当前栈指针的值,当前的链接寄存器的值也可能有帮助。如果LR中为非法的EXC_RETURN的值,这就意味着它在前面异常处理中被错误地修改了。

CONTROL寄存器也可以提供帮助。在没有OS的简单应用程序中,进程栈指针(PSP)不会被用到,并且CONTROL寄存器会一直保持为0。如果CONTROL寄存器被设置为0x2(PSP用于线程状态),这就意味着LR在之前的异常处理中被错误地修改了,或者栈内容被破坏导致了EXC_RETURN的值错误。

编辑:jq

原文标题:单片机的异常处理

文章出处:【微信号:gh_e7f294a514ca,微信公众号:单片机匠人】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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    发表于 04-18 19:35 192次 阅读

    AD5292 单通道、1%端到端电阻容差(R-TOL)、1024位数字电位计,具有20次可编程存储器

    信息优势和特点 单通道、256/1024位分辨率 标称电阻:20 kΩ、50 kΩ和100 kΩ 标称电阻容差误差(电阻性能模式):±1%(最大值) 20次可编程游标存储器 温度系数(变阻器模式):35 ppm/°C 分压器温度系数:5 ppm/°C +9V至+33V单电源供电 ±9V至±16.5V双电源供电 欲了解更多特性,请参考数据手册 下载AD5292-EP (Rev 0)数据手册(pdf) 温度范围:−55°C至+125°C 受控制造基线 唯一封装/测试厂 唯一制造厂 增强型产品变更通知 认证数据可应要求提供 V62/12616 DSCC图纸号产品详情AD5292是一款单通道1024位数字电位计1,集业界领先的可变电阻性能与非易失性存储器(NVM)于一体,采用紧凑型封装。这些器件能够在宽电压范围内工作,支持±10.5 V至±16.5 V的双电源供电和+21 V至+33 V的单电源供电,同时确保端到端电阻容差误差小于1%,并具有20次可编程(20-TP)存储器。业界领先的保证低电阻容差误差特性可以简化开环应用,以及精密校准与容差匹配应用。AD5291和AD5292的游标设置可通过SPI数字接口控制。将电阻值编程写入20-TP存储器之前,可进行无限次调整。这些器件不需要任何外部电压源来帮助熔断熔丝,并提供20次永久编程的机...
    发表于 04-18 19:31 275次 阅读

    AD5291 单通道、1%端到端电阻容差(R-Tol)、256位数字电位计,具有20次可编程存储器

    信息优势和特点 单通道、256/1024位分辨率 标称电阻:20 kΩ, 50 kΩ和 100 kΩ 校准的标称电阻容差:±1%(电阻性能模式) 20次可编程 温度系数(变阻器模式):35 ppm/°C 温度系数(分压器模式):5 ppm/°C +9 V 至 +33 V 单电源供电 ±9 V至±16.5 V 双电源供电 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情AD5291/AD5292属于ADI公司的digiPOT+™ 电位计系列,分别是单通道256/1024位数字电位计1 ,集业界领先的可变电阻性能与非易失性存储器(NVM)于一体,采用紧凑型封装。这些器件的工作电压范围很宽,既可以采用±10.5 V至±16.5 V双电源供电,也可以采用+21 V至+33 V单电源供电,同时端到端电阻容差误差小于1%,并提供20次可编程(20-TP)存储器。业界领先的保证低电阻容差误差特性可以简化开环应用,以及精密校准与容差匹配应用。AD5291/AD5292的游标设置可通过SPI数字接口控制。将电阻值编程写入20-TP存储器之前,可进行无限次调整。这些器件不需要任何外部电压源来帮助熔断熔丝,并提供20次永久编程的机会。在20-TP激活期间,一个永久熔断熔丝指令会将游标位置固定(类似于将环氧树脂涂在机械式调整器上)。AD5291/AD52...
    发表于 04-18 19:31 283次 阅读

    AD5253 四通道、64位、 I2C 、非易失性存储器、数字电位计

    信息优势和特点 四通道、64位分辨率 1 kΩ, 10 kΩ, 50 kΩ, 100 kΩ 非易失性存储器1 存储游标设置,并具有写保护功能 上电恢复至EEMEM设置,刷新时间典型值为300 µs EEMEM重写时间:540 µs(典型值) 电阻容差存储在非易失性存储器中 EEMEM提供12个额外字节,可存储用户自定义信息 I2C兼容型串行接口 直接读写RDAC2 和EEMEM寄存器 预定义线性递增/递减命令 预定义±6 dB阶跃变化命令 欲了解更多信息,请参考数据手册产品详情AD5253/AD5254分别是64/256位、四通道、I2C®, 采用非易失性存储器的数字控制电位计,可实现与机械电位计、调整器和可变电阻相同的电子调整功能。AD5253/AD5254具有多功能编程能力,可以提供多种工作模式,包括读写RDAC和EEMEM寄存器、电阻的递增/递减、电阻以±6 dB的比例变化、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。主控I2C控制器可以将任何64/256步游标设置写入RDAC寄存器,并将其存储在EEMEM中。存储设置之后,系统上电时这些设置将自动恢复至RDAC寄存器;也可以动态恢复这些设置。在同步或异步通...
    发表于 04-18 19:29 288次 阅读

    AD5254 四通道、256位、 I2C 、非易失性存储器、数字电位计

    信息优势和特点 四通道、256位分辨率 1 kΩ, 10 kΩ, 50 kΩ, 100 kΩ 非易失性存储器1存储游标设置,并具有写保护功能 上电恢复为EEMEM设置,刷新时间典型值为300 µs EEMEM重写时间:540 µs(典型值) 电阻容差存储在非易失性存储器中 EEMEM提供12个额外字节,可存储用户自定义信息 I2C兼容型串行接口 直接读/写RDAC2 和EEMEM寄存器 预定义线性递增/递减命令 预定义±6 dB阶跃变化命令 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情AD5253/AD5254分别是64/256位、四通道、I2C®, 采用非易失性存储器的数字控制电位计,可实现与机械电位计、调整器和可变电阻相同的电子调整功能。AD5253/AD5254具有多功能编程能力,可以提供多种工作模式,包括读写RDAC和EEMEM寄存器、电阻的递增/递减、电阻以±6 dB的比例变化、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。主控I2C控制器可以将任何64/256步游标设置写入RDAC寄存器,并将其存储在EEMEM中。存储设置之后,系统上电时这些设置将自动恢复至RDAC寄存器;也可以动态恢复这些设置。在同步或异步通...
    发表于 04-18 19:29 283次 阅读

    AD5252 I2C, 非易失性存储器、双通道、256位数字电位计

    信息优势和特点 非易失性存储器可保存游标设置 电阻容差存储在非易失性存储器中 1 k Ω, 10 k Ω, 50 k Ω 100 k Ω I2C 兼容型串行接口 游标设置回读功能 线性递增/递减预定义指令 ±6 dB对数阶梯式递增/递减预定义指令 单电源:2.7 V至5.5 V 逻辑操作电压:3 V至5 V 上电复位至EEMEM设置,刷新时间小于1 ms 非易失性存储器写保护 数据保留期限:100年(典型值, TA = 55°C )产品详情AD5252是一款双通道、数字控制可变电阻(VR),具有256位分辨率。它可实现与电位计或可变电阻相同的电子调整功能。该器件通过微控制器实现多功能编程,可以提供多种工作与调整模式。在直接编程模式下,可以从微控制器直接加载RDAC寄存器的预设置。在另一种主要工作模式下,可以用以前存储在EEMEM寄存器中的设置更新RDAC寄存器。当更改RDAC寄存器以确立新的游标位时,可以通过执行EEMEM保存操作,将该设置值保存在EEMEM中。一旦将设置保存在EEMEM寄存器之后,这些值就可以自动传输至RDAC寄存器,以便在系统上电时设置游标位。这种操作由内部预设选通脉冲使能;也可以从外部访问预设值。基本调整模式就是在游标位设置(RDAC)寄...
    发表于 04-18 19:29 562次 阅读

    AD5251 I2C, 非易失性存储器、双通道、64位数字电位计

    信息优势和特点 非易失性存储器保存游标设置 电阻容差存储在非易失性存储器中 1 k Ω, 10 k Ω, 50 k Ω 100 k Ω I2C 兼容型串行接口 游标设置回读功能 线性递增/递减预定义指令 ±6 dB对数阶梯式递增/递减预定义指令 单电源:2.7 V至5.5 V 逻辑操作电压:3 V至5 V 上电复位至EEMEM设置,刷新时间小于1 ms 非易失性存储器写保护 数据保持能力:100年(典型值,TA = 55°C )产品详情AD5251是一款双通道、数字控制可变电阻(VR),具有64位分辨率。它可实现与电位计或可变电阻相同的电子调整功能。该器件通过微控制器实现多功能编程,可以提供多种工作与调整模式。在直接编程模式下,可以从微控制器直接加载RDAC寄存器的预设置。在另一种主要工作模式下,可以用以前存储在EEMEM寄存器中的设置更新RDAC寄存器。当更改RDAC寄存器以确立新的游标位时,可以通过执行EEMEM保存操作,将该设置值保存在EEMEM中。一旦将设置保存在EEMEM寄存器之后,这些值就可以自动传输至RDAC寄存器,以便在系统上电时设置游标位。这种操作由内部预设选通脉冲使能;也可以从外部访问预设值。基本调整模式就是在游标位设置(RDAC)寄存器...
    发表于 04-18 19:29 321次 阅读

    AD5235 非易失性存储器、双通道1024位数字电位计

    信息优势和特点 双通道、1024位分辨率 标称电阻:25 kΩ、250 kΩ 标称电阻容差误差:±8%(最大值) 低温度系数:35 ppm/°C 2.7 V至5 V单电源或±2.5 V双电源 SPI兼容型串行接口 非易失性存储器存储游标设置 加电刷新EEMEM设置 永久性存储器写保护 电阻容差储存于EEMEM中 26字节额外非易失性存储器,用于存储用户定义信息 1M编程周期 典型数据保留期:100年 下载AD5235-EP数据手册 (pdf) 温度范围:-40℃至+125°C 受控制造基线 一个装配/测试厂 一个制造厂 增强型产品变更通知 认证数据可应要求提供 V62/11605 DSCC图纸号产品详情AD5235是一款双通道非易失性存储器1、数控电位计2,拥有1024阶跃分辨率,保证最大低电阻容差误差为±8%。该器件可实现与机械电位计相同的电子调整功能,而且具有增强的分辨率、固态可靠性和出色的低温度系数性能。通过SPI®-兼容串行接口,AD5235具有灵活的编程能力,支持多达16种工作模式和调节模式,其中包括暂存编程、存储器存储和恢复、递增/递减、±6 dB/阶跃对数抽头调整和游标设置回读,同时提供额外的EEMEM1 ,用于存储用户定义信息,如其他元件的存储器数据、查找表、系统标识信息等。...
    发表于 04-18 19:28 408次 阅读

    AD5231 非易失性存储器、1024位数字电位计

    信息优势和特点 1024位分辨率 非易失性存储器保存游标设置 上电时利用EEMEM设置刷新 EEMEM恢复时间:140 µs(典型值) 完全单调性工作 端接电阻:10 kΩ、50 kΩ、100 kΩ 永久存储器写保护 游标设置回读功能 预定义线性递增/递减指令 预定义±6 dB/步对数阶梯式递增/递减指令 SPI®兼容型串行接口 3 V至5 V单电源或±2.5 V双电源供电产品详情AD5231是一款采用非易失性存储器*的数字控制电位计**,提供1024阶分辨率。它可实现与机械电位计相同的电子调整功能,而且具有增强的分辨率、固态可靠性和遥控能力。该器件功能丰富,可通过一个标准三线式串行接口进行编程,具有16种工作与调整模式,包括便笺式编程、存储器存储与恢复、递增/递减、±6 dB/步对数阶梯式调整、游标设置回读,并额外提供EEMEM用于存储用户自定义信息,如其它器件的存储器数据、查找表或系统识别信息等。在便笺式编程模式下,可以将特定设置直接写入RDAC寄存器,以设置端子W–A与端子W–B之间的电阻。此设置可以存储在EEMEM中,并在系统上电时自动传输至RDAC寄存器。EEMEM内容可以动态恢复,或者通过外部PR选通脉冲予以恢复;WP功能则可保护EE...
    发表于 04-18 19:28 446次 阅读

    CAT25128 EEPROM串行128-Kb SPI

    28是一个EEPROM串行128-Kb SPI器件,内部组织为16kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25128设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。 适用于新产品(Rev. E)。 特性 20 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V操作 硬件和软件保护 低功耗CMOS技术 SPI模式(0,0& 1,1) 工业温度范围 自定时写周期 64字节页面写缓冲区 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或所有EEPROM阵列 1,000,000计划/时代se周期 100年数据保留 8引脚SOIC,TSSOP和8焊盘TDFN,UDFN封装 此设备无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 其他识别具有永久写保护的页面 应用 汽车系统 通讯系统 计算机系统 消费者系统 工业系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 19:13 597次 阅读

    CAT25256 EEPROM串行256-Kb SPI

    56是一个EEPROM串行256-Kb SPI器件,内部组织为32kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25256设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。 适用于新产品(Rev. E)。 特性 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0)& (1,1) 64字节页面写缓冲区 具有永久写保护的附加标识页(新产品) 自定时写周期 硬件和软件保护 100年数据保留期 1,000,000个程序/擦除周期 低功耗CMOS技术 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 工业温度范围 8引脚SOIC ,TSSOP和8焊盘UDFN封装 此器件无铅,无卤素/ BFR,以及符合RoHS标准 应用 汽车系统 Communica tions Systems 计算机系统 消费者系统 工业系统 ...
    发表于 04-18 19:13 1493次 阅读

    CAT25040 4-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

    信息 CAT25040是一个4-kb SPI串行CMOS EEPROM器件,内部组织为512x8位。安森美半导体先进的CMOS技术大大降低了器件的功耗要求。它具有16字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 输入可用于暂停与CAT25040设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0和1,1) 16字节页面写入缓冲区 自定时写入周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000编程/擦除周期 100年数据保留 工业和扩展温度范围 PDIP,SOIC,TSSOP 8引脚和TDFN,UDFN 8焊盘封装 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
    发表于 04-18 19:13 347次 阅读

    CAT25160 EEPROM串行16-Kb SPI

    60是一个EEPROM串行16-Kb SPI器件,内部组织为2048x8位。它们具有32字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。通过片选( CS )输入使能器件。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 HOLD 输入可用于暂停与CAT25160设备的任何串行通信。这些器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 特性 10 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0& 1,1) 32字节页面写入缓冲区 自定时写周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或全部EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000个编程/擦除周期 100年数据保留 工业温度范围 符合RoHS标准的8引脚SOIC,T SSOP和8-pad UDFN软件包 应用 汽车系统 通讯系统 计算机系统 消费者系统 工业系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 19:13 460次 阅读