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【经验分享】STM32F0非对齐访问引起的硬件错误及其排除

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STMCU小助手 发布时间:2021-11-23 21:00

前段时间在用STM32L0芯片时遇到一个硬件错误,主要是内存的非对齐访问导致的。

注:CM3内核支持非对齐访问,而CM0不支持非对齐访问。

先科普一下,什么是非对齐访问


4 M3 @. ]) ]( P

20160928214051082.png

: ^1 C/ f7 f9 A1 ~

如上图所示,若要访问的变量是int、float、u32类型的(占4字节),则这些变量在内存中,只能以图中0、4、8为起始地址;

若要访问的变量是u16类型的(占2字节),则这些变量在内存中,只能以0、2、4、6、8、10为起始地址;

如上图所示,像*(u16 * )0x20000001这样读取数据的话,在CM0内核的芯片上就会直接进hardfault。

故事是这样的,我用了两片595来驱动数码管,用SPI方式。我想,反正一片595就是一个8位的移位寄存器,每次发送一个u8类型的数据要发送两次,我干嘛不把两个595当成一个16位的移位寄存器,发一个u16类型的数据就好了。所以我就把SPI初始化成这样:

hspi1.Instance = SPI1;

hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;

hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_1LINE;

hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;

和数码管有关的,我还定义了两个结构体

typedef   struct

{

         u8  buf[4];

         u8  no;

} Display_TypeDef;

typedef   struct

{

         u8   buf[2];

         u8   no;

} SPI_LED_TX_TypeDef;

Display_TypeDef               Display_structure;

SPI_LED_TX_TypeDef       SPILED_TxStructure;


1 T4 E* F1 [/ a; T& Y6 f

然后定时器中断中,每隔一段时间往595发送数据,代码如下

void TIM1_CC_IRQHandler(void)

{

         u16capture = 0;

         HAL_TIM_IRQHandler(&htim1);

         capture= TIM_GetCapture1(TIM1);

         TIM_SetCompare1(TIM1,capture + 10);

         HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);

         if(Display_structure.no< 4)

         {

                   SPILED_TxStructure.buf[1]=   0x0a;

         }

         SPILED_TxStructure.buf[0]=   0x0b;                 

         HAL_SPI_Transmit_IT(&hspi1,SPILED_TxStructure.buf,1);  

}


& d; P+ [5 r/ n& A5 P: j

除了初始化的代码,就上面这一小段代码,然而一运行,就直接跳到hardfault里面。

这个现象当时让我大为不解。在纠结了两个下午之后,终于知道了问题所在(原谅我第一次遇到hardfault)。

当出现hardfault这类异常时,在调试状态下,点开view中call stack window,如下图:


5 k* ]0 Y& Z1 C4 w! `/ C/ h8 I, [* m7 y; B& s
20160928214241812.png
* K6 |1 o8 @. m' `+ A3 }# H
' F% e- v7 d$ E+ ^! k

在HardFault_Handler处右击鼠标,见下图


7 J! q1 q3 Q  g) F5 j4 ]" }8 D1 L4 F
. i' b) G& V  W9 {
20160928214330489.png

8 \4 G# h* |* [. V2 n' `
7 n7 E' ]( w( Q% K2 {7 t6 ^

选择Show Caller,会出现下图,即hspi->Instance->DR = *((uint16_t *)hspi->pTxBuffPtr)这句引起了Hardfault。

5 \3 }% P) Q: d( u' b! {6 ]

知道是哪里引起的就好办了,经过分析,发现*((uint16_t *)hspi->pTxBuffPtr)这里面的hspi->pTxBuffPtr就是指向0x20000005,引发了hardfault。让我们来看一下内存分布:
7 t- H/ v9 ?3 {! M


1 q2 Q8 u1 Z/ z' r

20160928214518271.png


* m0 `, r7 n1 B: F. f9 u


. m( R% B  [1 c4 ?2 a

最后怎么搞定的呢。发现Display_TypeDef这个结构体占了5个字节,SPI_LED_TX_TypeDef这个结构体占了3个字节,把他们定义成如下就OK了:

typedef   struct

{

         u8  buf[4];

         u16  no;

} Display_TypeDef;

typedef struct

{

         u8  buf[2];

         u16  no;

} SPI_LED_TX_TypeDef;

! |( c, L# D# _( z

3 p* n. y6 Z# d# L$ {, j
20160928214051082.png
20160928214433502.png
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