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m
16
RU-Stick调试器用户手册
瑞萨16位单片机
Rev.1.00
Revision Date: Jan 16, 2008
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前 言
Renesas USB Stick（简称 RU-Stick 或易优 Stick）是由瑞萨科技（北京）有限公司开发的一款超小型在线调试
器。它使用 UART Monitor 的方式，可以调试瑞萨 M16C/28 群、M16C/29 群、M16C/62P 群、M16C/62A 群、
M16C/62M 群、M16C/80 群、M32C/83 群和 R8C/Tiny 系列等单片机（注 1）。
注 1：所支持产品系列，请留意瑞萨网站上
本使用手册从集成开发环境的安装开始，帮助用户逐步了解 RU-Stick 的使用方法。
UART监控程序的最新信息。
目 录
1. HEW......................................................................................................................... 1
1.1 HEW
1.2 HEW
1.3
1.4
2.
硬件工具
2.1 RU-Stick ........................................................................................................... 16
2.2 RU-Stick
2.3
3.
小结
的安装
窗口说明
常用设定
新工作空间的创建
................................................................................................................. 16
在演示板中调试演示程序
........................................................................................................................ 32
........................................................................................................ 1
..................................................................................................... 6
............................................................................................................ 6
............................................................................................ 11
调试器的安装
...................................................................................... 20
................................................................................. 25
RU-Stick 调试器用户手册
1. HEW
HEW 是高性能嵌入工作空间（High-performance Embedded Workspace）的缩写。它是一款集成开发环境，其
内嵌了汇编器（Assembler）、文本编辑器（Editer）、调试器（Debugger）等诸多软件工具。配合功能强大的 C
编译器（C Compiler）M3T-NC30WA，在 HEW 的统一开发环境下，能够仿真和调试绝大部分的瑞萨公司单片
机。
下面将从安装开始，逐步介绍如何使用 HEW。
1.1 HEW 的安装
1.1.1 M3T-NC30WA 的安装
在安装 HEW 之前，首先需要安装 C 编译器 M3T-NC30WA。
M3T-NC30WA 是一款高性能的 C 编译器，根据瑞萨单片机的指令集特点，它将用户的 C 语言代码进行优化
后转换为汇编语言。
在网上可以下载到免费的试用版
序，安装M3T-NC30WA的免费试用版。
注：① 安装后 60 天内没有限制。60 天后，工程代码的总量不能超过 64K 字节。
a) 双击 CD 中的“nc30wav540r00a_ev.exe”文件，开始安装。
b) 系统自动解压缩安装文件后，将自动启动安装向导。在这个过程中，请按照安装向导的提示，进行安装。
①
安装程序。这里，请使用产品附带的CD中的M3T-NC30WA Ver 5.40 安装程
c) 当弹出如图 1.1 的界面时，选择安装 C Compiler Package 和 AutoUpdate，并单击“Install”。其中，C Compiler
Package 选项负责安装 C 编译器 M3T-NC30WA；AutoUpdate 负责安装自动升级软件，通过它，您将随时获取瑞
萨最新的软件升级包。
图 1.1 安装 M3T-NC30WA Ver 5.40.00
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d) 继续按照向导的默认设置进行安装，直到出现如图 1.2 的界面。请确认选择“Europe or United State of
America”，并单击“Next”，选择安装的是英文版的 C 编译器。如果选择“Other region (Japan, Asia etc.)”，
系统将自动安装日文版的 C 编译器。
图 1.2 选择安装语言
e) 继续按照向导提示安装，直至安装结束。结束后将出现如图 1.3 的界面，选择“No, I will restart my computer
later”，并单击“OK”，以继续安装 HEW。
图 1.3 M3T-NC30WA 安装结束界面
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1.1.2 HEW 的安装
HEW 总是和一款调试软件捆绑安装的。考虑到使用 RU-Stick，我们选择安装带有 FoUSB/UART debugger 调
试软件的 HEW 安装程序。
在瑞萨公司的网站上可以免费下载该软件。这里，通过随 RU-Stick 附带的 CD 来进行安装。
a) 双击 CD 中的“M16cFousbDebuggerV102R00.exe”文件，开始安装。
b) 系统自动解压缩安装文件后，将自动启动安装向导。在这个过程中，请按照安装向导的提示，进行安装。
c) 当出现图 1.4 所示界面时，选择“English”，并单击“Next”。
图 1.4 选择安装的语言
d) 继续按照向导提示进行，直到安装完毕。
1.1.3 AutoUpdate 的配置和使用
M3T-NC30WA 和 HEW 安装完成后，安装程序将自动弹出如图 1.5 的自动更新配置对话框。配置好网络连接
及自动更新的检测频率后，单击“OK”，将进行自动更新。
图 1.5 自动更新配置对话框
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a) 单击“Next”按钮，开始自动更新。
图 1.6 自动更新起始界面
b) 自动更新软件查找计算机上能够获取更新的软件。
选择需要更新的软件后，并单击“Next”。
图 1.7 软件更新列表
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c) 自动更新软件将自动连接瑞萨网址，查找最新的软件升级，并在如图 1.8 所示的对话框中显示。选择需要
更新的软件后，并单击“Next”。
图 1.8 需要更新的软件列表
d) 下载更新完成后，程序将自动启动安装向导进行安装。
图 1.9 安装更新向导
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e) 继续按照向导提示进行，直到更新安装完毕。
f) 重新启动计算机。
1.2 HEW 窗口说明
如图 1.10 显示了使用 HEW 进行调试时的窗口。
注： ① 系统菜单。
② 工具栏。在调试时，一般需要 Debug、Debug run 等工具栏
③ 工作空间结构栏。
④ 主程序窗口。
⑤ 信息窗口。其中常常使用 Build 窗口进行错误查找，使用 Find in files 窗口进行字符串的查询。
⑥ 程序状态栏。
图 1.10 HEW 的主要窗口介绍
1.3 常用设定
1.3.1 支持中文注释
a) 从开始菜单 => 所有程序 => Renesas => High-performance Embedded Workspace => High-performance
Embedded Workspace 中启动 HEW。启动后将弹出如图 1.15 所示的欢迎窗口，单击“Cancel”取消工作空间创
建向导。
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b) 如图 1.11 所示在 HEW 的系统菜单的“Tool”选项下选择“Administration”。
图 1.11 选择 Administration
c) 如图 1.12 所示，选择“Toolchains”下面的“Renesas M16C Stardard Toolchain 5.40.00”。
图 1.12 工具链的选择
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d) 如图 1.13 所示，选择“Environment”选项卡下的“NCKIN”和“NCKOUT”，然后点击“Modify”。
图 1.13 选择 NCKIN 和 NCKOUT
e) 如图 1.14 所示，将“NCKIN”和“NCKOUT”的值改为 EUC。
图 1.14
f) 完成如上设置后，单击“OK”返回，这样 HEW 就支持使用中文注释了。
1.3.2 指定默认保存路径
新安装的 HEW 所默认的工作空间保存路径是安装盘符下的“Workspace”文件夹，如“C:\Workspace”。但
是通常工作用的盘符并非安装盘符，此时就需要更换默认保存路径。
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a) 如图 1.15 所示，选择“Setup”菜单下的“Option”选项。
图 1.15 Option 选项卡
b) 如图 1.16 所示，在“Workspace”选项页中设定工作空间的默认保存路径。
图 1.16 设定默认保存路径
1.3.3 设定调试选项
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为了方便调试，常常使用以下设定。但由于不同的工作空间可以使用不同的设定，因此在设定调试选项时，
请打开需要设定的工作空间。
在“Debug”选项页中如图 1.17 所示进行设定。
图 1.17 设定调试选项
如图 1.18 所示，在“Debug”菜单中选择“Debug Settings”选项。
图 1.18 Debug Settings 选项卡
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在“Options”选项页中如图 1.19 所示进行设定。
图 1.19 Options 选项页
1.4 新工作空间的创建
下面以使用 R8C/1B（16K 闪存版）为例，创建新的工作空间。
a) 启动 HEW（可以通过开始菜单 => 所有程序 => Renesas => High-performance Embedded Workspace =>
High-performance Embedded Workspace 启动）。
b) HEW 将弹出如图 1.20 的欢迎界面，选择“Creat a new project woekspace”，并单击“OK”，从而创建新的
工作空间。
图 1.20 欢迎界面
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c) 如图 1.21 所示，设定好工作空间和工程的名称以及保存路径后，选择 M16C 族，并在对话框左侧的“Project”
栏里选择“Application”。
其中最为常用的工程向导如下：
Application：使用汇编配置文件的工程向导。如果选择生成主函数（main 函数），则主函数所在文件为 C 语
言文件。其特点是，在配置文件中，直接使用汇编语言对单片机进行初始化配置，效率高，过程可控。适合有
一定基础的用户使用。
C source startup Application：全部使用 C 语言的工程向导。其特点是：简单。由于整个工程使用 C 语言，所
有的地址自动分配。用户在使用过程中无需关心地址冲突的问题。但是由于部分代码由向导生成，在工程中不
可见。因此，相对于 Application，其可更改的部分相对较少。适合初学者使用。
Empty Application：向导不生成任何文件。所有文件需要自己添加。适用于高级用户使用。
Import Makefile：导入其他瑞萨编译器生成的中间文件。
Library：制作程序库。
图 1.21 新建工作空间的向导
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d) 如图 1.22 所示，选择单片机类型。这里我们选择使用 NC30Ver5.40.00 版作为 C 编译器，选择 R8C/Tiny 系
列的 R8C/1B（ROM16K）。然后，单击“Next”。
图 1.22 选择编译器版本及单片机类型
e) 指定起始文件，这里使用默认设置，并单击“Next”。
图 1.23 设定起始文件
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f) 选择向导生成主函数，并单击“Next”。
图 1.24 设定堆的使用空间及主函数
g) 设定堆栈的大小。这里我们使用默认大小，并单击“Next”。
图 1.25 设定堆栈大小
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h) 选择使用的调试器。这里我们选择“M16 C R8C FoUSB/UART”和“M16C R8C Simulator”。其中 M16C R8C
FoUSB/UART 支持使用 FoUSB 调试器和进行串口调试，M16C R8C Simulator 是软件仿真。然后，单击“Next”。
i) 单击“Finish”，完成新工作空间的创建。
图 1.26
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2. 硬件工具
2.1 RU-Stick
RU-Stick 的全称是（Renesas USB Stick）。它是一种使用串口调试软件的简易学习开发套件。它支持 C 语言
的源代码调试，支持下载更新程序，支持复位/连续运行/运行到光标/单步运行，支持 4 个硬件断点（以 R8C/1B
群单片机为例），支持动态设置断点、动态刷新和更改监视变量等调试功能。
它主要由 RU-Stick 调试器和演示板两大部分组成。其中 RU-Stick 内置了 USB Ù UART（异步串行通讯）芯
片。而演示板则内置了带 16K 字节闪存版 R8C/1B 群单片机。
通过 RU-Stick 调试器，可以直接连接计算机的 USB 口和目标板，对目标板进行 On-Chip 调试。配合配套的演
示板，还可以将用户程序下载到演示板上的 R8C/1B 群单片机中，进行调试和演示。
2.1.1 RU-Stick 结构概述
如图 2.1 所示，一套完整的 RU-Stick 套件包括 RU-Stick 调试器、演示板、USB 延长线和配套 CD。
图 2.1 RU-Stick 套件
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如图 2.2 所示，调试接口有 5 个引脚，用于和目标板或者调试板进行连接。Mode 开关用于调试板在调试模式
和演示模式之间进行切换。全彩 LED 用于演示用户程序。20 针用户接口与调试板内的 R8C/1B 群单片机引脚一
一对应（从有标徽一面向下看），用于用户使用调试板内的 R8C/1B 群单片机。
图 2.2 RU-Stick 和演示板的结构
图 2.3 和图 2.4 分别显示了工作在调试模式和演示模式下的 RU-Stick。
图 2.3 工作在调试模式下的 RU-Stick
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图 2.4 工作在演示模式下的 RU-Stick
2.1.2 R8C/1B 串口调试简介
任何一种 On-Chip 调试，都必须有监视程序。这个监视程序在流程上独立于用户程序（被监视程序），其主
要作用是监视和控制用户程序的运行，反馈当前程序运行结果和单片机的状态等。在存放空间上，监视程序可
以是独立的，也可以和用户程序共享存储空间。
注： ① 只有执行运行命令或选择 Free Run 时，R8C/1B 的程序指针（PC）才在用户程序中运行。
② 全部是非屏蔽中断，包括调试中断、地址匹配中断、单步运行中断。
③ 用户程序中不能使用 UART1 功能以及相应的引脚。
④ 除执行运行命令或选择 Free Run 时，程序都在串口监视程序内等待命令。
图 2.5 R8C/1B 串口监视程序和用户程序的关系
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图 2.6 串口监视程序流程示例
R8C/1B 的串口监视程序就是一个和用户程序共享存储空间，使用异步串行接口（UART）和计算机调试软件
进行通讯（接受命令、反馈信息）的程序。
图 2.5 显示了 R8C/1B 中串口监视程序和用户程序的关系，图 2.6 显示了从选择串口进行调试到用户程序停止
到断点并再次运行的流程。
2.1.3 串口调试时 RU-Stick 和 R8C/1B 的连接
使用 RU-Stick 进行串口调试时，RU-Stick 和 R8C/1B 群单片机的引脚分配如表 2.1 所示。计算机到 RU-Stick、
RU-Stick 到 R8C/1B 的连接如图 2.7 所示。
表 2.1 使用串口调试时 RU-Stick 和 R8C/1B 群单片机的引脚分配
RU-Stick R8C/1B
引脚号 引脚说明 引脚说明 引脚号
1 MODE
2
3
4
5
— — XIN 外部时钟输入
— — XOUT 外部时钟输出
— — RESET 复位信号（上拉）
注：① 4.7~5.1V，最大电流 300mA。
串口发送 RXD1 串行接口 1 接收
电源 5V
串口接收 TXD1 串行接口 1 发送
电源地 Vss 电源地
①
MODE（上拉）
Vcc 电源 5V
8
9
7
2
5
6
4
3
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注：① 串口监视程序使用的是主时钟。
图 2.7 使用 RU-Stick 进行串口调试的连接图
2.2 RU-Stick 调试器的安装
这里，从如何安装驱动的角度进行说明，帮助用户了解和熟悉 RU-Stick 驱动的安装过程。
2.2.1 安装 RU-Stick 驱动
请按照以下步骤安装 RU-Stick 驱动。
首先，将随 RU-Stick 附带的 CD 放入计算机光驱中。
然后，将 RU-Stick 调试器插入计算机 USB 口，系统弹出发现新硬件 Renesas RU-Stick。
由于 RU-Stick 需要安装 USB 驱动和虚拟串行接口（COM 口）两个驱动程序，下面就这两个方面进行介绍。
2.2.1.1 USB 驱动安装
将 RU-Stick 调试器插入计算机 USB 口，如图 2.8 所示，系统将弹出发现新硬件 Renesas RU-Stick。
图 2.8 找到 RU-Stick
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a) 随后系统自动启动安装向导。如图 2.9 所示，选择“否，暂时不（T）”，并单击“下一步”。
图 2.9 Windows 安装向导
b) 如图 2.10 所示，选择“从列表或指定位置安装（高级）（S）”，并单击“下一步”。
图 2.10 手动指定安装文件
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c) 如图 2.11 所示，选择“在搜索中包括这个位置（O）”，点击“浏览（R）”指定配套 CD 中驱动程序的
路径。在“浏览文件夹”窗口，选择“RU-Stick 驱动”文件夹，单击“确定”，然后在“硬件更新向导”窗口，
单击“下一步”。
图 2.11 指定驱动程序路径
d) 由于安装程序不是微软公司出品，因此在安装的过程中，将会弹出如图 2.12 所示的警告对话框，选择“仍
然继续（C）”，安装完成后，在“找到新的硬件向导”窗口，单击“下一步”。
图 2.12 警告对话框
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e) 按照向导提示，直至安装完成，如图 2.13 所示，单击“完成”。
图 2.13 完成对话框
2.2.1.2 COM 口驱动安装。
在安装完 RU-Stick 驱动后，系统将再次提示发现新硬件 Renesas RU-Stick，这是由于 RU-Stick 需要安装 USB
驱动和虚拟串行接口（COM 口）两个驱动程序。按照前面“2.2.1.1 USB 驱动安装”的方法，继续安装直到安
装结束。
2.2.2 修改 RU-Stick 的端口号
从这里开始，将介绍如何修改自动分配给 RU-Stick 的端口号。
a) 安装完成后，打开设备管理器（我的电脑 => 属性 => 硬件 => 设备管理器）。将会看到“通用串行总线
控制器”（USB）和“端口（COM 和 LPT）”中都出现 RU-Stick。特别的，“端口”中的 RU-Stick 就是 HEW
操作的虚拟串口。
b) 如果系统自动分配的 COM 端口号大于 9，请双击“端口”下的“RU-Stick（COMx）”（图 2.14 中为 COM10）。
将出现如图 2.15 所示的对话框。选择“端口设置”页，并单击“高级（A）”。
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图 2.14 设备管理器中的 RU-Stick
图 2.15 修改端口号
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c) 如图 2.16 所示，在“COM 端口号（P）”下拉菜单中选择未使用且端口号小于 10 的端口（图 2.16 中选择
了 COM2），并单击“确定”。
图 2.16 指定 COM 端口号
用户需要记住 RU-Stick 所对应的端口号，方便在使用 RU-Stick 进行调试时选择所对应的端口号。
至此，RU-Stick 驱动的安装已经全部完成。
2.3 在演示板中调试演示程序
2.3.1 演示程序概要
演示程序为一循环点亮全彩 LED（发光二级管）的程序。其原理是使用 3 个引脚分别控制全彩 LED 中的红、
绿和蓝三原色，通过调节引脚电平的占空比来调节各个颜色 LED 的亮度，从而组合成其他颜色。控制引脚的分
配如表 2.2 所示。
颜色循环变化
②
白
—— 红—— 黄② —— 绿 —— 青② —— 蓝 —— 紫② —— 白
其中，红色使用定时器C的输出比较模式产生PWM波；绿色使用定时器Z的可编程波形输出模式产生PWM波；
蓝色使用串行接口 0 的同步串行通讯模式
使用定时器 X 的定时器模式产生中断更换每种颜色的占空比的值，实现颜色的变换。
注：① 颜色变化为渐变，没有跳变过程。
0x33、0x3C、0x55、0xAA、0xC3 或 0xCC，则为 50%。发送 0xFF，则为 100%。
①
的顺序如下：
②
③
产生PWM波。
② 红+绿+蓝 = 白，红+绿 = 黄，绿+蓝 = 青，蓝+红 = 紫。
③ 通过连续发送不同的数据，在 TXD0 上产生 PWM 波。如：发 送 0x00，占空比为 0%。发 送 0x0F、
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表 2.2 全彩 LED 的控制引脚
颜色 引脚号 说明
红
绿
蓝
19 CMP1_0/P3_3/TCIN/INT3/SSI00
14 TZOUT/P1_3/KI3/AN11
13 TXD0/P1_4
定时器 C 输出比较模式
定时器 Z 可编程波形输出模式
串行接口 0 同步串行通讯模式
2.3.2 连接 RU-Stick
按照如下顺序进行 RU-Stick 的连接。
a) 将演示板上的模式开关拨到调试一侧，再将演示板插入 RU-Stick 调试器。
b) 将 RU-Stick 插入计算机 USB 口。
c) 如果没有安装驱动，请参照“2.2 RU-Stick 调试器的安装”。
d) 将附带 CD 中“演示程序”文件夹中的内容拷贝到本地硬盘（注意，在本地路径中，不要使用中文或者空
格，请使用“_”代替空格），并确认其只读属性已经取消。
e) 启动 HEW，选择打开已有工作空间，并单击“OK”，如图 2.17 所示。
图 2.17 选择已有工作空间
f) 随后选择上一步中拷贝到本地硬盘的演示程序路径，HEW 将打开这个工作空间。
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g) 如图 2.18 所示，选择使用 FoUSB/UART 进行调试。
图 2.18 选择 FoUSB/UART
h) 选择使用 FoUSB/UART 后，将出现如图 2.19 所示的对话框。选择使用“Serial”并指定“Port”为分配给
RU-Stick 的端口号（这里为 COM2）。
图 2.19 选择端口号系列
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i) 随后点击“Refer”指定调试单片机的型号和使用的串口调试程序。如图 2.20 所示，选择“R8C-Tiny Series”
下的“R5F211B4UART.MCU”。
图 2.20 选择单片机串口调试程序
k) 确认如图 2.21 所示的项目后，单击“确定”。
图 2.21 设定串口调试对话框
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l) 随后 HEW 将自动下载串口监视程序到目标单片机（这里为演示板上的 R8C/1B）中（如图 2.22）。下载完
成后，即完成了与 RU-Stick 的连接。
图 2.22 下载串口监视程序
2.3.3 下载调试演示程序
与 RU-Stick 的连接完成后，如“R8C/1B 串口调试简介”所说，此时，串口监视程序已经被下载到演示板上
的 R8C/1B 群单片机中。从这时起，在 HEW 上的所有操作都将被转化成相应的代码发送给串口监视程序。再由
串口监视程序将这些代码翻译成对应的命令，操作单片机。
如图 2.23 所示操作，HEW 将下载全彩 LED 演示程序到演示板中。
程序下载完成后，可以看出，主程序窗口中将显示源代码所分配的地址。这些地址是由串口监视程序从单片
机中读出并发送给 HEW 的，它真实的反映了程序在单片机中的实际地址。同时，工具栏中的“Debug”工具组
也变为有效，从而可以开始调试。
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注： ① “Build All”，编译 + 链接 + 下载，单击即可。
② “Download Module”，下载程序，需要双击。
图 2.23 下载演示程序
调试程序有很多种方法，一般常用以下几种方法：
a) 无断点连续运行（Free Run）。这种方法一般用于宏观的观察程序运行的现象。在调试初期和结束调试时
常常使用这种方法。
这种方法的特点是：不受调试中断（中断优先级高于所有外围中断）的干预，所有外围功能能正常工作。对
发现流程上的问题，效果尤其明显。但是，问题往往不够具体。比如，通过观察输出波形或 LED 来判断程序是
否执行特殊的功能块，但却无法知道哪里出了错误。
b) 带断点连续运行（Go with break）。这种方法使用的最为广泛。除了能够用于检测程序是否执行功能块外，
还能验证在断点前的执行的程序的正确性。特别的，将断点设置到中断程序中，将有效的监视是否正常产生中
断，这在使用了定时器和串行接口的程序中尤为重要。但是，当程序运行到断点后，单片机将被串口监视程序
接管。这时，尽管外围功能模块仍然正常工作，但是 CPU 却无法响应其产生的中断。图 2.24 显示了如何使用断
点进行调试。双击②处，就可以设置断点（图 2.24 中②处的棕色圆点。断点必须设置在有地址显示的行）；点
击①处的“Reset go”，程序就将运行到断点处（图 2.24 中，黄色高亮的行）停止。
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断点又分为硬件断点和软件断点。硬件断点的响应速度快，对程序没有影响，但是数量受到单片机结构的限
制，比较少。在 R8C/1B 的串口监视程序中，使用地址匹配中断来实现硬件断点，一共支持 4 个硬件断点。软
件断点是在需要断点的地方插入 BRK 指令，实现中断程序的功能。BRK 指令由 HEW 自动添加，需要对用户的
程序作临时修改，虽然其设置个数达到 255 个，但是将受到 FLASH 擦除次数（软件断点需要更改程序）的限制。
在 R8C/1B 的串口监视程序中，不支持使用软件断点。
注： ① “Debug”工具组下的“Reset go”按钮。
② 双击有地址的行，设置断点。
图 2.24 断点的使用
c) 单步运行（Step）。这种方法应用广泛，常常和带断点连续运行结合起来使用。单步运行对于局部的程序
调试很有作用，尤其在判断和分支跳转程序中，使用单步运行能够很清楚的了解程序的实际走向。但是，用于
调试的单步中断同样会抑制CPU响应其他外围中断，因此，通过单步运行的方式将永远不会运行到中断程序中。
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3. 小结
本使用手册介绍了 RU-Stick 调试器及其演示板，以及集成开发环境 HEW 的使用方法。
RU-Stick 作为一款超小型、低价位的在线调试器，能够帮助用户更加便捷、高效的熟悉并掌握瑞萨单片机的
开发方法。
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瑞萨 16 位单片机
RU-Stick 调试器用户手册
Publication Date: Rev.1.00, Jan. 16, 2008
Published by: Renesas System Solutions (Beijing) Co., Ltd.
瑞萨科技（北京）有限公司
© 2008. Renesas Technology Corp., All rights reserved. Printed in Japan.
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