单片机如何快速实现查看实时数据

news2025/5/28 12:44:11

在用 Keil 做调试的时候，最让人头秃的是什么？
不是写代码的BUG，而是：这个条件变量是什么情况？为什么没进入这个判断？我代码跑到哪里了？

其实本质上都是通过变量判断代码的执行顺序有没有问题

还有需要观察变量的变化就像看天象，得不停地点进去、刷新，点进去、刷新……
想偷个懒用串口传到上位机画波形？可以，但要加代码啊兄弟！
用 printf 打印？你以为你在写 PC 软件呢？嵌入式的资源浪费不起啊

那有没有既不写一堆代码、又能实时观察变量并支持可视化显示的神器？
答案是：有的，兄弟

我们今天就来聊聊两种“既要又要还要”的调试法宝，它们的原理都类似：
通过调试协议直接访问 MCU 的内存，像“读心术”一样看变量的变化。

1.FreeMASTER

在这里插入图片描述

安装教程：https://blog.csdn.net/WL0616/article/details/129378813
额外强调：

FreeMaster 中 Plug-in Module 显示空白的问题
解决办法：打开FreeMaster的安装目录，找到register.bat文件，以管理员的身份运行一下就好了。

使用教程：https://www.bilibili.com/video/BV17D421V7LY/

安装包:\LabNas\公共资料\软件库\FMASTERSW32.exe

2.STM32CubeMonitor

st公司开发的工具，比上一个的功能更多，类似搭积木的方法，但个人感觉多出来的功能用不上。

具体观看视频有更详细的介绍
https://www.bilibili.com/video/BV1th4y1g7Mc/

3.测试

由于网上已经有比较详细的安装教程和使用说明，我就不重复写了，我们关注一下一个很重要的问题：

使用FreeMASTER监控数据的过程是否会导致单片机执行变慢？

这是一个灵魂拷问。要是你单片机跑得好好的，但加了个FreeMASTER看看变量的变化，结果如同中断一样是不是插个任务进来打断正常的任务执行，那岂不是一个乱套了？

好消息是：不会
FreeMASTER 和调试器沟通用的是调试协议（比如 SWD、JTAG），而不是走你程序里的串口、I2C 这些“正经业务通道”。

它是通过调试接口在后台“偷看”变量的，不打断你程序的执行流程，就像后排观众戴望远镜看舞台，不会跑上台抢戏。

当然，这里也不是说完全没代价——如果你监控的变量特别多、刷新频率特别快，也可能让调试器“喘不过气”，刷新速度跟不上节奏，但这只是显示延迟，MCU 本体依旧在认真打工。

一句话总结：FreeMASTER更像是一个安静的观察者，不吭声、不添乱，悄悄记录你程序的点点滴滴。

实验

口说无凭，我设计了一个简单的测试demo：思路很简单，通过硬件定时器计时一段累加变量的代码执行时间，看正常不干预的运行时间和使用FreeMASTER监控变量的运行时间是否有变化。

测试单片机：STM32F103C8T6

核心测试代码：

uint32_t count = 0;

int main(void)
{

    Serial_Init();
    Timer_Init(); //1us
    TIM2->CNT = 0;
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    for (count = 0; count < 100 * 1000; count++) {
    }
    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    Serial_Printf("cnt=%d\r\n", TIM2->CNT);

    while (1) {
    }
}