📚 课程目录第2章使用断点进行程序暂停与单步执行

2. 使用断点进行程序暂停与单步执行

任务定义

在CCS（Code Composer Studio）中对C2000系列DSP程序实施断点调试，实现程序在指定位置暂停、随后以单步方式逐指令执行，并观察CPU寄存器与局部变量在每一步的变化。本案例以TI官方例程blinky为基础工程，在LED翻转语句处设置断点，验证暂停与单步功能。

调试原理与观测点

C2000内核（C28x）支持硬件断点，通过CCS调试接口写入断点地址。程序运行到断点地址时，CPU暂停并进入调试状态，此时可读取寄存器、内存与变量。单步执行分为汇编级单步（每次执行一条指令）与源码级单步（每次执行一行C语句）。本案例使用源码级单步，观测ledCounter变量与PC（程序计数器）寄存器。

工程准备与代码

在CCS中导入C2000Ware的blinky例程（路径：C2000Ware_x_xx_xx_xx/device_support/f28004x/examples/blinky），编译生成.out文件。核心代码如下：

// blinky.c — 断点调试目标代码（节选）
#include "F28004x_Device.h"
#include "F28004x_Examples.h"

volatile uint32_t ledCounter = 0;   // 全局变量，用于观测

void main(void)
{
    // 初始化设备与GPIO（略，保持例程原样）
    InitSysCtrl();
    InitGpio();
    GPIO_SetupPinMux(32, GPIO_MUX_CPU1, 0);
    GPIO_SetupPinOptions(32, GPIO_OUTPUT, GPIO_PUSH_PULL);

    while(1)
    {
        GPIO_WritePin(32, 1);        // 行A：LED亮
        ledCounter++;                // 行B：计数器+1
        DEVICE_DELAY_US(500000);     // 延时500ms
        GPIO_WritePin(32, 0);        // 行C：LED灭
        ledCounter++;                // 行D：计数器+1
        DEVICE_DELAY_US(500000);
    }
}

断点设置与单步操作步骤

设置断点：在CCS编辑器中，双击GPIO_WritePin(32, 1);所在行的左侧灰色边栏，出现蓝色圆点即断点已启用。
启动调试会话：点击Debug按钮（或按F11），CCS将程序下载至目标板并停在main()入口。
运行至断点：按F8（Resume），程序全速运行，遇到断点后暂停，当前行高亮显示。
单步执行：按F6（Step Over）执行当前行，每按一次执行一条C语句，高亮行移至下一行。
观测变量：在Expressions窗口中添加ledCounter与PC寄存器，每次单步后记录其值变化。

验证方法与判定标准

按以下步骤验证调试功能正常：

断点暂停验证：程序运行后应停在断点行（GPIO_WritePin(32, 1);），此时PC寄存器指向该行对应的程序地址，LED保持当前状态不变。
单步执行验证：连续按F6四次，观察ledCounter变量。预期每次执行ledCounter++后变量值增加1，且LED状态在GPIO_WritePin行执行后发生翻转（可通过开发板LED灯或CCS的GPIO寄存器视图确认）。
判定标准：若程序能在断点处稳定暂停，且每按一次F6仅执行一条C语句、ledCounter按预期递增，则判定断点与单步功能验证通过。

预期观测结果

假设初始ledCounter = 0，断点位于GPIO_WritePin(32, 1)行。按F8运行至断点后，按F6单步，观测序列如下：

步骤    执行行                     ledCounter值    PC指向
初始    停在断点(GPIO_WritePin)    0              blinky.c:42
F6#1    GPIO_WritePin(32,1)       0              blinky.c:43
F6#2    ledCounter++               1              blinky.c:44
F6#3    DEVICE_DELAY_US(500000)    1              blinky.c:45
F6#4    GPIO_WritePin(32,0)        1              blinky.c:46
F6#5    ledCounter++               2              blinky.c:47

以上为基于代码逻辑的预期值，实际调试时以CCS观测窗口显示为准。