1 概述
1.1 资源概述
开发板：ST官方NUCLEO-F103RB开发板
; E1 |/ r7 Z8 v/ Q  \- QCUBEMX版本：1.3.0
MDK版本：5.23
主控芯片型号：STM32F103RBT6
1 y) j# P& f8 Y. h9 E
( P4 g4 `* ?/ V+ n8 K
; t- ^7 u7 }# Y- `
1.2 SWO功能简介
SWO也叫做trace（跟踪）功能，通过此功能，只需要在SWD调试基础上增加一条SWO线缆，就可以实现类似串口输出功能，配合printf函数打印相应的信息到utility窗口中。此功能不占用串口资源，无需在中断中执行。

1.3 ITM(指令跟踪微单元)简介
- l$ F% G8 }7 b! N% a0 W. ]我们此次功能实现是通过调用ITM实现的。
( d) E( d4 n9 H! z) KITM是一应用驱动的跟踪源，它支持printf类的调试手段来跟踪操作系统(OS)和应用事件，并发布判定的系统信息。ITM以包的形式发布跟踪信息，它由以下部分组成：
- [+ d1 e2 W. C: _, v0 f  R● 软件跟踪：软件可以通过直接写ITM激发寄存器来发布包信息。
; I+ ]6 d+ B9 ^9 o: d● 硬件跟踪：ITM会发布由DWT产生的信息包。
● 时间戳：时间戳被发布到相应的包上。ITM包含一个21位的计数器以产生时间戳。Cortex-M3的时钟或串行线观测器(Serial Wire Viewer)的位时钟率给计数器提供时钟。
由ITM发送的信息包输出到TPIU(Trace Port Interface Unit)，TPIU再添加一些额外的包(参考TPIU)，然后输出完整的包序列给调试器。1
2 l' W; f+ O7 g7 W; [# l
- d$ J7 O2 d$ {2 J0 m- c7 E1.4 实现功能
本次程序实现的功能如下
1、复位后，向Serial Wire Viewer（utility）打印信息；
2、按按键BUTTON，LED2灯实现翻转；
/ N, @" F) B" F. @  s. |对于第二条实现，此次文档不详细描述。

5 H6 K( ?2 W* h& \2 硬件连接以及CUBEMX配置
2.1 硬件连接
开发板内部已经将线接好，如下图所示
, T7 y! z% j' c' Z4 e) x
对于目标板与STLINK仿真器分开的情况，我们需要使用5根线进行连接，如下表所示。



2.2 CUBEMX配置
7 t9 g7 O3 i- p. }  J( @3 [选择异步跟踪模式，此时PB3将会自动定义为SWO端口。

' G, O% }# T* g- d7 y: M7 C

3 软件开发
& R/ l/ H: ^1 s( v7 }3.1 KEIL软件设置
' \: C  B: c7 `( a' }KEIL软件设置如下，这里由于程序使用的内部HSI，系统频率是64MHz，因此填写64MHz，需要根据实际情况进行填写。

5 S2 q- w7 |& n0 i, J: l! g

% o2 B* C( e+ I: }0 q6 @; J3.2 程序设计
( ?7 Y! f9 y) o3 `8 V4 E使用CUBEMX生成代码。在主函数中进行修改。
主程序中包含stdio.h函数的头文件，否则将不能识别printf函数。
/ l: z4 n, ]! N  B* Y$ @. {" L+ L

1. #include "stdio.h"

复制代码

" q) |$ p& r/ t: b5 ~fputc 函数宏定义。
' K+ P9 ^2 p; S9 Z9 f9 J
8 e8 [6 G+ @0 k

1. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

复制代码

函数定义，由于printf调用的是fputc函数，通过这么一个转换，printf函数就能调用ITM函数实现输出功能。

1. PUTCHAR_PROTOTYPE
   $ h' @& W& W1 k9 S0 n
2. {
   
3.   ITM_SendChar(ch);
   
4.   return ch;
   ) G3 D) g$ [+ |, O* Y# k
5. }

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  I1 |( A8 C1 ITIM_Sendchar()函数在core.cm3.h头文件中有进行定义，如下所述
4 K  V4 a1 m. z

1. __STATIC_INLINE uint32_t ITM_SendChar (uint32_t ch)
   ( g* J% q/ t" |- I
2. {
   
3.   if (((ITM->TCR & ITM_TCR_ITMENA_Msk) != 0UL) &&      /* ITM enabled */
   
4.       ((ITM->TER & 1UL               ) != 0UL)   )     /* ITM Port #0 enabled */
   6 V8 E4 D1 _7 C% p0 e4 q2 s4 c
5.   {
   
6.     while (ITM->PORT[0U].u32 == 0UL)
   . @' b0 l& D1 X# {0 P
7.     {
   ) P( D1 n/ Q# r. t
8.       __NOP();
   
9.     }
   
10.     ITM->PORT[0U].u8 = (uint8_t)ch;
    
11.   }
    7 B9 E& a+ p( v. @0 v0 J
12.   return (ch);
    
13. }

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在主函数main()中增加printf函数，实现输出。

4 h8 L& o! `! p: {3 b0 t4 d

1. printf("** Test finished successfully. ** \n\r");

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5 e* k- x) d% _; Q1 c9 C) g4 实验结果与总结
8 o& W  a# j2 }* D4.1 实验结果
# O/ O2 m, M8 K  }+ L打开utility软件，点击printf via SWO viewer。


9 X9 C1 b5 l0 [- ~& y/ u
设置频率，点击Start，将调试板复位（程序设置只运行一次printf,因此每输出一次均需要重新复位），即可发现SWV窗口输出了相应的信息。
2 \- _  G% v! l0 w* ]0 Z" i

6 K: I# _$ P! S2 c  x- {
4.2 总结
# z8 e  `& o, M  H6 r8 i& g在传统的调试中，我们可能偏向于断点分析或者LED灯的亮灭来判定程序运行状态，但是都不是太直观，对于程序越大越不好操作。使用这个SWO功能能很大程序解决这个问题。我们可以在各种错误处理函数增加相应的提示信息，协助我们进行软件开发工作。
+ I- B8 h+ c. i


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