一、调试前的准备
使用J-Link将PC和单片机连接
以STM32入门教程中的“读写内部FLASH”实验为例，使用Keil打开该工程
按照下图所示的步骤进行操作，如果使用J-Link仿真器，则在第三步选择ST-Link Debugger
按照下图所示的步骤进行操作，输出选项卡需要勾选调试信息
按照下图所示的步骤进行操作，代码生成的优化选项中，优化等级需要选为0，否则Keil在编译程序的过程中可能会过度优化，导致编译得到的二进制机器码和C语言代码不是等价的，在调试过程中会引起代码执行顺序错乱
完成以上步骤后，编译程序，然后将其下载到单片机中
二、Ozone调试工程快速创建
1、新建工程
（1）打开Ozone，在菜单栏选择“File”→“New”→“Project”，新建一个工程。（如果是初次使用，那么打开Ozone后会自动弹出向导，引导用户新建工程）
（2）在Device选择MCU型号（本教程使用STM32F103C8T6），并在Peripherals导入对应的.svd文件（芯片厂商提供，可生成外设寄存器树，直接在上位机查看和修改外设寄存器）。
（3）主机接口选择USB；目标接口视情况选择，对于ARM芯片，通过查看数据手册关于调试的章节，可以确认是否支持SWD，支持即可选择，而非ARM芯片仅支持JTAG；目标接口速率可以选择2MHz，若硬件稳定，则可以提速。
（4）选择编译输出的.elf文件，如果是使用Keil编译，则选择编译输出的.axf文件（.axf文件是ARM扩展版.elf文件），路径尽量不包含中文和全角字符。
（5）创建完成后，在菜单栏选择“File”→“Save Project as...”，即可保存调试工程。
2、三种调试启动模式
（1）Download & Reset Program：擦除Flash，将固件烧录到Flash中，然后复位MCU，释放复位后程序从头全速运行。
（2）Attach to Running Program：连接后程序保持运行，可观察设备实时的动态变量，不会破坏RAM堆栈、寄存器。
（3）Attach & Halt Program：连接后停止正在运行的程序，直接冻结现场，立刻捕获当前寄存器、堆栈、内存快照，不会破坏RAM堆栈、寄存器。
三、Ozone基础调试功能
1、断点系统与变量访问
（1）使用Ozone调试，Flash区不限制硬件断点数量（Cortex-M只有4~8个硬件断点，Keil调试受限于硬件数量），因为Ozone自动在Flash写入BKPT断点指令，缓存原始指令，断点取消后自动恢复代码。
（2）源码断点（程序断点）：
①在代码浏览区的左侧有一些灰色的区域，鼠标左键点击，即可在区域对应的代码打上源码断点，当单片机运行到这些代码的时候，会触发停止运行的条件；如果需要取消源码断点，鼠标左键点击它对应的红色圆圈，即可取消断点。
②鼠标右键点击源码断点对应的红色圆圈，选择“Edit Breakpoint”，在弹出的窗口中可以设置断点触发的前置条件。
[1]Condition填入条件表达式，如cnt＞100。如果选择“Trigger when true”，那么断点命中时，需要满足条件表达式才会真正停机；如果选择“Trigger on change”，那么断点命中时，表达式数值发生过变化，才会真正停机。
[2]Skpi填入断点命中次数，假如设置为499，那么断点命中500次才会真正停机。
（3）数据断点（访问断点）：
①数据断点，它是针对变量（或者说内存地址）而言的，如果一个变量被设置了数据断点，那么当程序对该变量进行访问时，会触发停止条件。
②数据断点的设置方式：
[1]在菜单栏选择“View”→“Watched Data”，打开数据监测窗口。
[2]直接编辑表达式，输入变量名或变量地址，即可监测变量的值，编辑Value属性还可以直接在线修改变量的值，但是需要注意，对于非静态局部变量，仅程序运行到该函数栈帧内时有效，函数退出后栈内存失效。
[3]鼠标右键上一步添加的变量，选择“Set Data Breakpoint”，即可为该变量添加数据断点。
[4]数据断点有三个参数，设置完成后，点击“OK”即可，能看到变量被打上黄色圆圈标记。
Expression：数据断点的表达式，也就是变量名或变量地址
Access Condition：数据断点的触发条件，可选择仅读访问触发（Write）、仅写访问触发（Read）、读写访问均可触发（Read/Write）
Access Size：数据断点对应的变量字节长度，可选择1/2/4 Bytes或自动识别（Automatic）
（4）向量捕获断点：
①如果设置了向量捕获断点，那么程序一旦进入异常处理函数，将会立刻停机，自动弹出异常窗口，直接显示故障原因，不用手动进HardFault函数挖栈。
②向量捕获断点的设置方式：
[1]在菜单栏选择“View”→“Break & Tracepoints”，打开断点管理窗口（断点管理窗口会管理所有类型的断点，可以在其中配置断点是否使能）。
[2]鼠标右键窗口的空白区域，选择“Vector Catch”。
[3]将所有错误类型全部勾选。
（5）任务断点：
①如果程序使用了FreeRTOS/μC-OS，则可以设置断点仅在执行指定任务时可以触发，用于排查多任务干扰bug。
②任务断点的设置方式：
[1]按照源码断点的方式在对应代码处设置断点。
[2]鼠标右键断点，选择“Edit Breakpoint...”，打开断点编辑窗口。
[3]如果程序使用了FreeRTOS并且有任务定义，则可在Task选项的下拉框选择相应的任务，这样，只有当前执行任务匹配所选任务时，断点才会触发。
2、实时变量波形绘图
（1）在菜单栏选择“View”→“Data Sampling”，打开数据采样窗口。
（2）切换Data Sampling窗口的选项卡为Setup，将想要观察动态变化的变量从Watched Data窗口拖到Data Sampling窗口，或者手动添加表达式（全局/静态变量名）。
（3）切换Data Sampling窗口的选项卡为Samples，可以看到每隔一定的采样时间（采样频率Sampling Freq可配置），Ozone都会对变量值进行采样，生成若干数据点，鼠标右键窗口，选择“Export...”，即可导出.csv格式文件，然后使用其它工具（如MATLAB）绘图。
3、其它调试窗口
（1）Call Stack：
①打开方式：在菜单栏选择“View”→“Call Stack”。
②函数调用栈可显示函数的调用链路，在出现Hardfault时，还可直接定位bug函数。
（2）Registers（Peripherals）：
①打开方式：在菜单栏选择“View”→“Registers”。
②寄存器窗口显示了单片机的所有寄存器存储情况，如果导入了相应的.svd文件，还可直接查看外设寄存器的存储情况。
（3）Memory：
①打开方式：在菜单栏选择“View”→“Memory”。
②Memory支持整片内存的查看，对于可写区域可以直接在线修改。
（4）Disassembly：
①打开方式：在菜单栏选择“View”→“Disassembly”。
②Disassembly窗口展示汇编语言（与C语言混排，展示对应关系），支持单步汇编级调试，可定位异常指令。
（5）Source Files：
①打开方式：在菜单栏选择“View”→“Source Files”。
②Source Files窗口展示程序中的代码文件（不一定包含工程的所有文件，在编译过程中未使用的代码文件不会显示），双击对应的代码文件可在代码浏览窗口打开它，按下Ctrl+F可以查找想要搜索的字段，在菜单栏也提供了若干Find工具搜索变量和函数。
4、程序运行控制键
（1）Halt program execution：控制单片机停止运行程序，代码浏览页面会跳转到停止点。
（2）Resumes program execution：控制单片机继续运行程序，直到触发停止运行的条件，或手动停止运行。
（3）Reset & Break At Symbol：控制单片机复位，运行到程序入口符号（main函数/Reset_Handler）后立刻暂停CPU。
（4）Reset & Halt：控制单片机复位，在复位向量地址处停机。
（5）Reset & Run：控制单片机复位，复位后全速运行程序，直到触发停止运行的条件，或手动停止运行。
（6）Steps into the current subroutine：控制单片机从当前停止点对应的C代码开始运行程序，并停止在下一条C代码，也即只运行一条C代码，如果遇到函数调用，会转入函数中，停在函数开头。
（7）Steps over the current subroutine：控制单片机从当前停止点对应的C代码开始运行程序，并停止在下一条C代码，也即只运行一条C代码，如果遇到函数调用，会一步跳过，不会转入函数（即使在执行函数的时候触发了断点）。
（8）Steps out the current subroutine：控制单片机从当前停止点对应的C代码开始运行程序，直到从当前运行的函数中转出，或触发停止运行的条件，单片机停止运行程序。
5、RTT日志打印
（1）SEGGER_RTT不占用USART硬件串口、不占用定时器，仅靠J-Link调试通道传输，可实现零开销实时打印日志。
（2）单片机工程的工作：
①在J-Link完整安装包中找到RTT源码（如果没有则从SEGGER官网下载即可，截至2026年依然可行），取出如下文件，添加到Keil工程中。（如果后续编译报错，可选择移除SEGGER_RTT_ASM_ARMv7M.s）
②包含头文件SEGGER_RTT.h，并在使用前调用SEGGER_RTT_Init函数，初始化RTT模块（一般在初始化其它模块时一同对其进行初始化）。
SEGGER_RTT_Init();③RTT支持多通道分离日志，一共16个通道（编号0~15），调用SEGGER_RTT_printf函数可打印日志，函数的使用方式和printf类似，只是多了一个函数参数——通道编号。
SEGGER_RTT_printf(<number>, "<打印的日志字符串及格式控制>", <输出表列>);④举例：修改main.c，在主函数中打印日志。
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "Store.h" #include "Key.h" #include "SEGGER_RTT.h" uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量 int main(void) { /*模块初始化*/ OLED_Init(); //OLED初始化 Key_Init(); //按键初始化 Store_Init(); //参数存储模块初始化，在上电的时候将闪存的数据加载回Store_Data，实现掉电不丢失 /*显示静态字符串*/ OLED_ShowString(1, 1, "Flag:"); OLED_ShowString(2, 1, "Data:"); while (1) { KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码 if (KeyNum == 1) //按键1按下 { Store_Data[1] ++; //变换测试数据 Store_Data[2] += 2; Store_Data[3] += 3; Store_Data[4] += 4; Store_Save(); //将Store_Data的数据备份保存到闪存，实现掉电不丢失 SEGGER_RTT_printf(0, "Key value = %d\r\n", KeyNum); } if (KeyNum == 2) //按键2按下 { Store_Clear(); //将Store_Data的数据全部清0 SEGGER_RTT_printf(0, "Key value = %d\r\n", KeyNum); } OLED_ShowHexNum(1, 6, Store_Data[0], 4); //显示Store_Data的第一位标志位 OLED_ShowHexNum(3, 1, Store_Data[1], 4); //显示Store_Data的有效存储数据 OLED_ShowHexNum(3, 6, Store_Data[2], 4); OLED_ShowHexNum(4, 1, Store_Data[3], 4); OLED_ShowHexNum(4, 6, Store_Data[4], 4); } }（3）在Ozone菜单栏选择“View”→“Terminal”，即可打开RTT终端窗口，窗口中能够显示日志信息。
四、RTOS系统级调试
1、RTOS内核感知调试
（1）本节使用FreeRTOS教程中计数型信号量实验的工程进行演示，同样地，该工程也需要做调试前的准备（回看第一节）。
（2）在FreeRTOSConfig.h中添加如下宏定义（注意不要重复定义，如果原本已有定义，则修改已有定义），然后编译工程。
#define configUSE_TRACE_FACILITY 1 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 #define configRECORD_STACK_HIGH_WATER_MARK 1（3）Ozone加载RTOS解析插件：
①按照之前的步骤新建工程。
②如果弹出如下警告窗口，点击左下角“Apply selected fix-ups”，修复完成后点“Reload Project”重新加载工程。
③在Console窗口输入命令“Project.SetOSPlugin ("C:\Program Files\SEGGER\Ozone\Plugins\OS\FreeRTOSPlugin_CM4.js");”。（导入的.js文件取决于单片机的架构，本例使用的是Cotex-M4架构，所以导入FreeRTOSPlugin_CM4.js）
④在Ozone菜单栏选择“View”→“FreeRTOS”，即可打开任务视图窗口。
（4）开始调试，当程序停止时，任务视图窗口才会更新显示。
2、SystemView系统时序追踪
（1）SystemView是SEGGER配套J-Link的免费（非商业用途）RTOS全时序追踪工具（可从SEGGER官网获取），底层依靠RTT传输内核事件，实时抓取MCU运行全过程，生成可视化时间轴图谱，专门解决嵌入式实时系统卡顿、调度异常、功耗高、中断风暴等疑难问题，兼容FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等主流RTOS。
（2）SystemView工作原理简介：
①目标系统中的应用程序调用SystemView APls，对需要记录的信息进行采集，例如任务切换、中断进出、数据采样等。
②SystemView模块调用RTT APIs，将数据写入位于目标系统RAM里的RTT bufer。
③在不影响目标程序运行的情况下，J-Link通过调试接口读取RTT buffer的内容。
④SystemView主机软件通过J-Link DLL实时获取RTT数据，并进行图形化显示。
（3）使用SystemView前，需要将RTT代码和SystemView代码整合在嵌入式应用程序中：
①RTT源码整合在上一节中有说明，本节不再赘述。
②在SystemView完整安装包中找到SystemView源码（如果没有则从SEGGER官网下载即可，截至2026年依然可行），取出如下文件，添加到Keil工程中。
③在FreeRTOSConfig.h中添加如下宏定义（注意不要重复定义，如果原本已有定义，则修改已有定义），并包含SEGGER_SYSVIEW_FreeRTOS.h文件。
#include "SEGGER_SYSVIEW_FreeRTOS.h" #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 #define configRECORD_STACK_HIGH_WATER_MARK 1 #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1④在main.c文件中包含SEGGER_SYSVIEW.h文件，并初始化SystemView。
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "OLED.h" #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" #include "FreeRTOS_experiment.h" #include "Key.h" #include "LED.h" #include "SEGGER_SYSVIEW.h" int main(void) { /*模块初始化*/ OLED_Init(); //OLED初始化 Key_Init(); //Key初始化 LED_Init(); //LED初始化 /* SystemView 核心初始化 */ SEGGER_SYSVIEW_Conf(); /* 开始录制 */ SEGGER_SYSVIEW_Start(); FreeRTOS_Test(); while (1) { } }⑤如果编译报了RAM空间不足的错误，则尝试减小分配给FreeRTOS的堆，修改以下宏定义。
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ( ( size_t ) ( 10 * 1024 ) )（4）只要目标芯片的SWD/JTAG带宽足够，SEGGER J-Link支持多应用同时访问同一调试器，首先使用Ozone运行程序，然后单独打开SystemView连接同一个J-Link，即可进行录制。关于SystemView的使用，可参考另外的教程，此处不过多赘述。
