MCU发生异常时，如何定位程序的执行位置？

在实际的MCU产品开发中，开发人员经常会遇到各种各样的异常问题。发生异常时，有时MCU是真正“死机”了，例如在进行ESD实验时，MCU可能真的死掉，即使通过NRST引脚复位也无法恢复。有时则是程序跑入了某个异常的分支，MCU本身仍在工作，只是表现出异常现象。

当发生异常时，如果能快速复现，调试相对容易。最棘手的是那些难以复现的问题，比如经常遇到“板子上电后工作正常，但持续带电运行很长时间后才出现异常”的情况。此时，既不能给板子断电，也不能让其复位，因为这会破坏现场环境。假设这个异常并非MCU真的死掉，那么有没有什么方法能知道当前MCU的程序运行到哪里了呢？

下面以一个简单的测试代码为例。我们在代码最后一行故意写了一条会导致进入HardFault的语句。

进入HardFault的原因是0x10000000是一个未映射、受保护或总线不可达的地址，对该地址的写访问会引发总线错误。

进入HardFault后，LED灯停止闪烁。那么，在不引起MCU复位的前提下，如何确认程序确实进入了HardFault呢？

我们对Keil MDK工程先进行如下配置，之后通过调试器SWD接口连接MCU

1）取消勾选“Update Target before Debugging”：不勾选此项，启动调试时将不会自动重新烧写固件，而是直接连接到目标设备，并调试目标上当前已有的固件。

2）取消勾选“Reset after Connect”：不勾选此项，调试器只会以“attach”模式连接到正在运行的固件，不会清除RAM和重置外设寄存器，从而保留程序的运行时状态和外设配置。否则，调试器会发出硬件复位信号，将MCU置为初始状态。

3）取消勾选“Load Application at Startup”：不勾选此项，连接调试器后，程序计数器（PC）将指向目标MCU正在执行的指令地址。否则，PC会指向Reset_Handler，即程序入口。

完成上述配置后，进入Debug模式。此时可以在调试界面看到PC指针指向0x080000DE。

查看项目的map文件，可以发现这个地址对应的是HardFault_Handler函数。

补充说明：两个地址末位相差1是因为ARM Cortex-M内核使用Thumb指令集，函数指针/符号通常带有Thumb标志位（最低位bit0=1）。Map文件或符号表有时会保留此标志位，因此你会看到0x080000DF（即0x080000DE|1）。而Keil调试器显示的是实际的字对齐代码地址（忽略最低位），因此显示为0x080000DE。

通过这种方法，可以辅助我们分析和定位部分MCU异常问题。