Arduino程式除錯
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本文件提供了Arduino程式除錯的基本概念，包括bug的定義、不同類型的錯誤（語法錯誤、執行時期錯誤、邏輯錯誤）及其處理方法。文中還介紹了如何使用序列监视器和Tinkercad的除錯功能來檢查和修正代碼。最後，文件包含了一個實驗示例，展示如何依據錯誤訊息進行程式修改和測試。
![ 載入除錯練習程式debug_exercise.ino
參照錯誤訊息修正程式，可能需反覆編譯修正
#define SW 2
#define LED 3
char msg1[] = {'A', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o'};
char msg2[] = "Hello, ;
byte click = 0;
bool lastState = high;
void setup() {
pinMode(sw, INPUT_PULLUP);
pinMode(LED, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
Lab 使用Serial Monitor除錯 2/5
18](https://image.slidesharecdn.com/arduinodebugging-190917113041/85/Arduino-18-320.jpg)
![debug_exercise:4:1: error: missing terminating " character
char msg2[] = "Hello, ;
^
debug_exercise:5:6: error: expected primary-expression before 'click'
byte click = 0;
^
debug_exercise:6:18: error: 'high' was not declared in this scope
bool lastState = high;
^
D:clouding storageMeganotesarduinocodedebug_exercisedebug_exercise.ino: In function
'void setup()':
debug_exercise:9:11: error: 'sw' was not declared in this scope
pinMode(sw, INPUT_PULLUP);
^
D:clouding storageMeganotesarduinocodedebug_exercisedebug_exercise.ino: In function
'void loop()':
debug_exercise:18:7: error: 'laststate' was not declared in this scope
laststate = b1;
^
debug_exercise:19:7: error: 'click' was not declared in this scope
click++;
^
debug_exercise:22:7: error: 'click' was not declared in this scope
if (click = 2){ //已Click開關
^
Lab 使用Serial Monitor除錯 4/5
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Arduino程式除錯
- 1. Arduino程式除錯 Revised on September 17, 2019 認識bug 解讀語法錯誤訊息 利用Serial Monitor除錯 TinkerCAD程式除錯功能
- 3. 語法錯誤(syntax error) 指令敘述不符合程式語言之語法規範，例如：遺漏標點符號、變數命 名不正確(與保留字相衝突)、未宣告函式庫標頭檔... float x //敘述必須加分號 X = 3/2; //x變數名稱為小寫 執行時期錯誤(run time error) 程式執行時發⽣的異常，例如：陣列index值超出範圍、除數為0、記 憶體空間不足… 邏輯錯誤(semantic error) 程式的作業邏輯不正確而造成的錯誤，例如除法運算時，忽略了餘數 的處理，使作業結果暗藏錯誤 float x; x = 3/2; //x值為1.0，而不是你認知的1.5 程式bug 3
- 4. 開啟顯示行號功能可方便對照錯誤訊習中的行號資訊 選單命令File> Preferences Settings頁面勾選Display line numbers 顯示行號 4
- 10. 邏輯錯誤只能依據執行結果分析推斷程式可能錯誤處 Arduino IDE並沒有專用的除錯工具，通常我們會在程式中安插 Serial.print()指令輸出訊息到Serial Monitor，藉以查核程式執 行過程中是否與預期結果⼀致 TinkerCAD程式模擬工具⽀援中斷點及單步執行，就可以在疑似有錯 誤之程式碼處設置中斷點，再以單步執行方式，逐行驗證程式流程及 結果 邏輯錯誤處理 3/3 10
- 11. 序列埠監控視窗是⼀個UART資料監看及資料傳送工具程式 選單命令Tools> Serial Monitor 使用Serial Monitor 1/2 11 訊息區 傳輸速率(必須與Arduino程式所設定的速率一致)
- 12. Arduino程式必須設定序列埠傳輸速率 Serial.begin(傳輸速率); Serial.begin(9600); Arduino程式中可使用下列指令輸出訊息到序列埠監控視窗 Serial.print(輸出訊息字串); Serial.println(輸出訊息字串); 二者用法相同，差別在於println()輸出訊息後會自動換行 Serial.print("debug message"); 使用Serial Monitor 2/2 12
- 13. 設定輸出數字格式 Serial.println(整數值, 格式碼); 格式碼：DEC(10進位)、HEX(16進位)、OCT(8進位)、BIN(2進位) Serial.println(23, BIN); //輸出10111 設定⼩數點位數 (四捨五入) Serial.println(3.14159); //預設小數點2位，輸出3.14 Serial.println(3.14159, 0); //不輸出小數點，輸出3 Serial.println(3.14159, 3); //指定小數點3位，輸出3.142 Serial.println() 13
- 14. 序列繪圖家會自動描繪UART接收到的數值資料 選單命令Tools> Serial Plotter 只能搭配Serial.println()指令 使用Serial Plotter 14
- 16. TinkerCAD除錯功能 2/2 16 開啟Serial Plotter Click行號設定中斷點 Serial PlotterSerial Monitor 單步執行 滑鼠游標移到變數上方可檢視變數值
- 17. 實驗目的 依錯誤訊息修正程式語法 依程式執行結果，修正程式 Lab 使用Serial Monitor除錯 1/5 17
- 18. 載入除錯練習程式debug_exercise.ino 參照錯誤訊息修正程式，可能需反覆編譯修正 #define SW 2 #define LED 3 char msg1[] = {'A', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o'}; char msg2[] = "Hello, ; byte click = 0; bool lastState = high; void setup() { pinMode(sw, INPUT_PULLUP); pinMode(LED, INPUT); Serial.begin(9600); } Lab 使用Serial Monitor除錯 2/5 18
- 19. void loop() { bool b1 = digitalRead(SW); //讀取開關目前狀態 if (b1 != lastState) { //開關狀態改變 delay(20); //防彈跳 if (b1 == digitalRead(SW)) { //再次確認開關狀態 laststate = b1; click++; } } if (click = 2){ //檢查是否已Click開關 click = 0; Serial.print(msg2); Serial.println(msg1); for (char i = 0; i < 255; i += 5) { analogWrite(LED, i); delay(100); } analogWrite(LED, 0); } } Lab 使用Serial Monitor除錯 3/5 19
- 20. debug_exercise:4:1: error: missing terminating " character char msg2[] = "Hello, ; ^ debug_exercise:5:6: error: expected primary-expression before 'click' byte click = 0; ^ debug_exercise:6:18: error: 'high' was not declared in this scope bool lastState = high; ^ D:clouding storageMeganotesarduinocodedebug_exercisedebug_exercise.ino: In function 'void setup()': debug_exercise:9:11: error: 'sw' was not declared in this scope pinMode(sw, INPUT_PULLUP); ^ D:clouding storageMeganotesarduinocodedebug_exercisedebug_exercise.ino: In function 'void loop()': debug_exercise:18:7: error: 'laststate' was not declared in this scope laststate = b1; ^ debug_exercise:19:7: error: 'click' was not declared in this scope click++; ^ debug_exercise:22:7: error: 'click' was not declared in this scope if (click = 2){ //已Click開關 ^ Lab 使用Serial Monitor除錯 4/5 20
- 21. 執行程式，開啟Serial Monitor 每按⼀次按鈕，Serial Monitor應該會顯示⼀行"Hello, Arduino"，同 時LED漸亮後熄燈，如果不是，修正程式錯誤 Lab 使用Serial Monitor除錯 5/5 21