arduino 现在已是大行其道，但玩玩还行，真正使用中有很多不便之处。其中，最影响我的一点就是调试很麻烦。以前我一直用avr模拟器simavr来调试，但缺点很明显，首先模拟器本身bug很多，而且无法方便的连接外设，聊胜于无。

子曰，工欲善其事，必先利其器，我们需要在 arduino 上使用 gdb 这种功能强大的东西。经过我的不懈努力，终于在 datasheet 上找到了线索（Atmel-42735B-ATmega328/P_Datasheet_Complete-11/2016 p327.），atmega328p 是支持 debugWIRE 的，有希望了！

下面记录一下我的一点用 gdb 调 arduino 的经验

准备

硬件

* arduino uno 兼容板
* 支持 debugWIRE 协议的仿真器

arduino uno 兼容板淘宝上买三十多块就可以用了。但别用二十几块的“改进版”，所谓“改进版”就是将 usb 转 ttl 芯片由 atmega16u2 替换为便宜的 ch340。寨板可能就不会引出 RESET EN 焊点，影响进一步操作。不过这种“改进”还是值得鼓励的，atmega16u2放这也是大材小用，ch340才更接地气，我国劳动人民又一次用勤劳和智慧造福了自己（一个正品能买十个山寨，太强大）。

支持 debugWIRE 协议的调试器有很多，我感觉用的比较多的是 avr dragon 和 jtagice mkii。我用的 mkii，原厂的太贵了所以从一家叫做“野芯科技”的店买了个高仿。。。据说可以上 avr studio，只能说技术太牛逼。

软件

* arduino IDE
* avrdude
* avarice
* avr-gdb

硬件操作

debugWIRE 接线

官网上说 debugWIRE 是 Atmel 公司为引脚少的单片机设计的，它只需要接上 RESET 一个脚就可以用了，半双工双向异步通信。

虽然一根线就能用，但我们还是将六针 SPI 接到 arduino 的引出的 ICSP 排针上，方便用 mkii 作为 isp 下载。这样，无论使用 mkii 进行下载还是调试，都不需要改变电路。

arduino schematic 割脉

连接好 debugWIRE 后，其实还是不能愉快使用的，笔者在这里卡了很久，屡战屡败。其实原因就在 arduino 的电路里， reset pin 接到两个东西上，一个是通过一个电容接到 16u2 的 PD7 上，另一个通过电阻 RN1D 接到 +5V 上。

通过这种设置，当 PD7 拉低时，由于电容的作用 RESET 也会瞬间拉低，之后电容缓慢充电，RESET 电压缓慢提升至 5V。网上有人说这样做的目的是为了消除抖动，我想这也是通过精确设置简化代码的办法（PD7只需要关心拉低就可以）。

所以，我们需要将 RESET EN 的连线割断，以防电容干扰 debugWIRE 的通信。

割脉成功的标识就是 arduino 不能自动复位了，用串口是无法烧程序的。

至此，硬件上的准备已全部完成。

软件操作

programmer

不用原本的串口烧程序，我们只能用编程器了，但如果是用较老的 arduino IDE，则并不支持 JTAGICE MKII。没关系，打开 arduino/hardware/arduino/programmers.txt 加上下面几行就搞定了。

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# mkii
jtagicemkii.name=JTAGICE mkII
jtagicemkii.communication=usb
jtagicemkii.protocol=jtag2isp

接下来从 Tools -> Programmer -> JTAGICE MKII 就可以选择 MKII 作为编程器了。

弄个 demo，点一下 upload，so easy。

进入 gdb

首先，设置 熔丝位，使能 DWEN。

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avrdude -c jtag2isp -p m328p -P usb -U hfuse:w:0x9E:m

然后，启动 avarice 作为 gdb 和 仿真器的接口

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avarice -j usb -w -P atmega328p :4242

最后，启动 gdb，可以在log中找到 elf 文件的位置

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gdb -ex "target remote :4242" -ex "set architecture avr" -ex "file /tmp/buildxxxx.elf"

这编起程来就很舒服了

重新烧程序的时候不要忘记清除 DWEN

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avrdude -c jtag2isp -p m328p -P usb -U hfuse:w:0xDE:m

未解之谜

同时产生的问题列在这里，高手可以帮我解答一下

1. mac os x 下的bug
    
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AVaRICE version 2.13svn20160229, Jun 16 2018 16:28:10

JTAG config starting.
Assertion failed: (ctx->pollfds_cnt >= internal_nfds), function handle_events, file io.c, line 2116.
[1]    43313 abort      avarice -j usb -w -P atmega328p :4242



2. gdb看不到bootloader，讲道理，应该在 flash 0x7e00 的地方

3. gdb 给地址增加一个 0x800000 的 offset。虽然我知道这是 SRAM 的位置，但有时候我就是想看flash啊

4. gdb dump 命令失效

待解之谜

16u2这下用不到了，看看能不能干点别的

尝试一下mega2560原生jtag接口