STM32进入硬件错误中断(HardFault_Handle)处理方法

最新推荐文章于 2025-05-23 16:16:38 发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u013181595/article/details/69523331
本文介绍STM32中HardFault_Handler出现的原因及两种排查方法。一是通过寄存器定位故障代码位置；二是利用Keil软件直接追踪到引发故障的函数。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

STM32进入HardFault_Handler处理办法

HardFault_Handler出现的情况一般有两种： 
一种是：数组越界 
一种是：堆栈溢出，程序指针指飞

方法一

  • 在中断HardFault_Handler中的while()处打上断点，让程序执行到此处停止。 
    这里写图片描述
  • 在Registers里面找到R14(LR)的值，我的这里是：0xFFFFFFF9 
    说明一下： 
    • 0xFFFFFFF9对应的是要看MSP寄存器
    • 0xFFFFFFFD对应的是要看PSP寄存器 
      所以这里需要查找的内存地址是MSP的值：0x20008828 
      这里写图片描述
  • 在memory里面查找MSP的值：0x20008828，然后在对应的行里面找到地址，地址一般格式都是：0x0800BA68这样的。 
    这里写图片描述
  • 4.在Disassembly里面右键选择Show Code at Address,把找到的地址输进去进行搜索，然后就会找到相对应的代码，这里的代码就是在进入循环中断之前的时候的情况，仔细查看这部分函数被调用或者数组内存使用情况。 
    这里写图片描述 
    这里写图片描述

方法二

  • 在中断HardFault_Handler中的while()处打上断点，让程序执行到此处停止。 
    这里写图片描述
  • 在keil中打开Call Stack + Locals，然后在HardFault_Handler上 右键选择：Show Caller Code,就会跳转到进入循环中断之前的函数处。仔细查看这部分函数被调用或者数组内存使用情况。 
    这里写图片描述

 

 

STM32开发-处理单片机的HardFault_Handler
web_class282的博客
09-21 1937
例如，如果SP的值为0x00000000，则说明堆栈已经溢出，这时我们可以通过让程序死循环来防止系统进一步崩溃。在STM32开发过程中，由于程序错误或硬件故障等原因，可能会导致单片机进入HardFault_Handler（硬件错误）中断。总之，在处理STM32开发过程中的HardFault_Handler时，我们需要首先确认引起问题的具体原因，然后编写相应的代码进行处理。这样，当单片机出现硬件错误时，就会自动调用HardFault_Handler函数，对问题进行处理。/* 处理HardFault的原因。
STM32硬件错误进入HardFault_Handle（）函数的解决办法
qq_41354243的博客
11-12 988
当电池插入的时候程序异常进入HardFault_Handle（）函数导致程序死机，这种异常是程序无法挽回的异常，如果产品没有特殊要求在这个函数里面可以让软件重启来解决当前问题。于是我在以上电路的基础加了信号隔离，因为电池插入的时候只有这几个IO口和MCU直连的，所以我怀疑问题出在这里，我用示波器测量插入电池的时候信号也确实有一个尖峰信号，但没有超过IO口承受的最大值，所以怀疑是硬件这里的问题。那么就只能进入仿真查找问题，就是在HardFault_Handle（）函数打一个断点，然后程序停止的时候看。
STM32跳至硬件错误中断(HardFault_Handle)
xuezhimeng2010的专栏
11-04 1万+
遇到错误问题是数据类型不对，导致该步骤永远不能执行到，跳至硬件错误中断；所以硬件中断可尝试查找数据类型错误。
HardFault_Handler调试及问题方法
2301_79461876的博客
05-23 281
如下所示我们找到SP寄存器，0x20001F40即为栈地址，栈里面的值依次为R0~R3、R12、PC(Return address)、xPSR(CPSR或SPSR)、LR。接下来在keil_MDK工程中，编译代码，并debug，之后全速运行，可以看到如下图所示程序进入HardFault异常。有两个连续08开头的，这是两个地址，第一个地址是卡住的具体位置，第二个是卡住的具体函数。），点击go to即找到出现异常的代码段附近下面要执行的程序。点击黄色，就跳到了卡住的具体位置。
STM32跳至硬件错误中断(HardFault_Handle) 原因及参考解决方法
热门推荐
瑞奇聊通信模组
03-15 4万+
一、HardFault_Handle引起的原因: 1、遇到错误问题是数据类型不对，导致该步骤永远不能执行到，跳至硬件错误中断；所以硬件中断可尝试查找数据类型错误。 2、堆栈设置错误也会跳至hardwarefault; 3、如果上电后, 在调试时, 执行单步, 会在不确定位置的地方产生HardFault_Handle, 检查一下你的时钟配置(外部晶振频率, SysTemInit/PLLConfig相关函数以及晶振频率宏定义), 可能是超频了...导致了STM32不稳定. 4、如果在使用某些参数时，使用
STM32如何查看哪句代码引发的hardFault？
野生猿-群号1025127672
03-23 4658
在用Keil对STM32的程序进行仿真时程序有时会跑飞，停止仿真程序会停在HardFault_Handler函数里的死循环while(1)中。这说明STM32出现了硬件错误。 STM32出现硬件错误可能有以下原因： (1)数组越界操作； (2)内存溢出，访问越界； (3)堆栈溢出，程序跑飞； (4...
[STM32]KEIL调试程序进入HardFault_Handler异常处理总结
ic2121的博客
03-05 4657
分析说明：由于CM3在进入异常服务程序后，LR的值被自动更新为特殊的EXC_RETURN（附图），按照文件说明这是一个高28位全为1的值，只有[3:0]的值有特殊含义，如果主程序在线程模式下运行，并且在使用MSP时被中断，则在服务例程中LR=0xFFFF_FFF9（主程序被打断前的LR已被自动入栈）。任何未对齐的访问等等。3.6 如果不是函数语句的问题，可以通过查看编译后的.map的文件中heap与STACK所占用的地址，通过Memory内存窗口来观察堆栈的使用情况，来看是不是堆栈内存有溢出导致的。
STM32关于我遇到的HardFault_Handler的处理
qq_37828873的博客
01-25 3万+
STM32关于我遇到的HardFault_Handler的处理前言关于HardFault_Handler为什么会产生HardFault_Handler出现HardFault_Handler怎么办我遇到的HardFault_Handler教训 前言 最近都没怎么写博客，主要原因是新赛季了得上分，从今天开始，博客恢复正常更新 关于HardFault_Handler 为什么会产生HardFault_Handler 这个错误的产生原因有 1.由调试事件触发 2.由总线错误，存储器管理错误或使用错误而产生 这个错误的
stm32 栈 HardFault_Handler 硬件中断 解决问题
weixin_44224303的博客
01-13 1010
发生HardFault_Handler，大部分情况，都是内存溢出，就尝试将堆栈空间设置大一些，另外考虑程序逻辑，是否会发送反复中断、嵌套等情况导致的内容溢出。
HardFault_Handler的定位办法.pdf
01-21
在STM32的调试过程中，当系统陷入HardFault_Handler中断，即硬故障处理程序时，通常表示系统遇到了无法恢复的错误，比如尝试访问不存在的内存、执行了非法指令、栈溢出等情况。为了快速定位问题代码段，我们可以通过...
STM32出现HardFault_Handler故障的原因及处理方法整理
hitxiaya的专栏
04-12 3万+
STM32出现HardFault_Handler故障的原因主要有两个方面： 1、内存溢出或者访问越界。这个需要自己写程序的时候规范代码，遇到了需要慢慢排查。 2、堆栈溢出。增加堆栈的大小。   出现问题时排查的方法： 1、发生异常之后可首先查看LR寄存器中的值，确定当前使用堆栈为MSP或PSP，然后找到相应堆栈的指针，并在内存中查看相应堆栈里的内容。由于异常发生时，内核将R0~R3、R1
STM32进入HardFault_Handler处理办法
Moon~
03-19 4万+
STM32进入HardFault_Handler处理办法方法一 在中断HardFault_Handler中的while()处打上断点，让程序执行到此处停止。 在Registers里面找到R14(LR)的值，我的这里是：0xFFFFFFF9 说明一下： 0xFFFFFFF9对应的是要看MSP寄存器 0xFFFFFFFD对应的是要看PSP寄存器 所以这里需要查找的内存地址是MSP的值：0x200
STM32异常与中断
weixin_45378136的博客
07-30 1697
中断，即CPU在正常执行程序的过程中，遇到外部（例如常见的按键中断）／内部（例如定时器中断）的紧急事件需要处理，暂时中断(中止)当前程序的执行，而转去为事件服务，待服务完毕，再返回到暂停处(断点)继续执行原来的程序。中断优先级的一个意义：出现多个中断同时触发，但是不能同时处理，所以先后顺序之分，要根据实际上的运行环境优先处理重要的中断。通俗的说：比如我正在写代码，老板突然给我一个任务，我暂停的写代码，转而把老板布置的任务完成之后，再继续写代码，这个过程就可以理解成中断。事件具有不同的轻重、缓急程度。
STM32f429 CubeMx LTDC SDRAM emWin 程序进入 硬件错误中断（UsageFault_Handler）
jiangmaple的专栏
06-27 4747
最近网上买了一套野火挑战者STM32F429开发板，配的是800X480的电容屏，尝试emWin开发。拿到板后我先从官方提供的例程中选了几个试了一下，感觉确实用emWin做人机界面很不错。可惜例程用的是STM的标准库，我一直以来一直在用CubeMx+Keil开发STM32，所以就开始尝试把例程移植到Hal库。先用CubeMx配置SDRAM、LTDC等等，并把驱动一一改为Hal库的程序，逐一测试通过...
stm32进入硬件错误中断hardfault的原因剖析以及如何定位（必看）
biao2488890051的博客
01-08 1万+
指令集方面：arm一般高端处理器，比如cortex-a系列，都是32位的arm指令。而cortex-m0,1,3,4等低端处理器，也叫做单片机，为了增加代码密度（同样存储器内可以存更多指令），用的是thumb指令集（而且仅支持这个指令集），这个指令集大多数指令是16位的，少数是32位的。这就是为什么上面的调试图中，看到指令都是两个字节，而有的是4个字节。比较老的arm7，arm9等处理器，支持thumb指令和arm指令，需要通过指令告诉处理器，显式的进行指令转换，这个因此需要编译器提供支持。 注意：stm
Hard_Fault_Handler处理
weixin_43798471的博客
04-03 1403
出现原因： 内存溢出或者访问越界。这个需要自己写程序的时候规范代码，遇到了需要慢慢排查。 堆栈溢出。增加堆栈的大小 步骤： 找到程序进异常的地方 在固定的地方进异常 在不确定的地方进异常 ...
STM32运行一段时间进硬件错误中断（HardFault_Handle）
qq_53815672的博客
07-21 570
最后问AI，它正好提到了VCAP引脚的电容，因为板子上的阻容是实训室其他同学焊的，拆下来一测量，他把VCAP的两个2.2uf电容焊成了2.2nf，换掉之后一切正常。最近焊接了一批F429的板子，但是有一块时好时坏，不定时会进HardFault_Handle。
hardfault_handler处理硬件中断错误
m0_61973119的博客
12-27 2154
1.检查代码中的情况。2.检查是否有的情况，可以通过增加堆栈大小或者减少函数调用深度来解决。3.检查是否有的情况，可以通过调整中断优先级来解决。4.检查是否有外设配置不当的情况，可以通过重新配置外设来解决。5.检查是否有，例如芯片损坏等情况，可以更换芯片来解决。
stm32硬件i2c连续写140个字节会hardfault
最新发布
08-02
<think>我们正在解决STM32硬件I2C连续写入140字节导致HardFault异常的问题。根据用户描述，单独运行一个任务时正常，增加任务后第一个任务堆栈溢出，但当前问题转向I2C连续写操作导致的HardFault。因此，我们需要结合I2C协议和STM32硬件特性来分析。 可能的原因分析： 1. **堆栈溢出导致内存破坏**：虽然用户之前解决了堆栈溢出问题，但可能未彻底解决，导致I2C操作时栈空间不足，引发HardFault。 2. **I2C缓冲区溢出**：连续写入140字节时，若使用的缓冲区太小，可能造成数组越界，破坏内存。 3. **I2C中断服务程序（ISR）堆栈不足**：I2C传输依赖中断，若ISR堆栈不足，在连续传输时可能溢出。 4. **I2C时钟配置错误**：时钟配置不当可能导致时序问题，尤其是在连续写入时。 5. **DMA配置问题**：若使用DMA传输，可能因DMA缓冲区设置错误或传输完成中断处理不当引发异常。 6. **I2C总线仲裁失败**：多主模式下，连续写入可能因仲裁失败导致总线错误。 7. **从设备响应超时**：连续写入过程中，从设备未及时响应，导致STM32硬件I2C超时并触发错误中断，若未处理错误中断则可能引发HardFault。 解决方案： 步骤1：检查堆栈设置 - 确保每个任务（包括新增任务）的堆栈足够。使用`uxTaskGetStackHighWaterMark`检查任务堆栈高水位线。 - 检查I2C中断服务程序的堆栈（如果使用FreeRTOS，注意ISR堆栈独立于任务堆栈，需在启动文件中配置）。 步骤2：检查I2C缓冲区 - 确保用于存储140字节的缓冲区大小至少为140字节，且未越界。 步骤3：检查I2C配置 - 确认I2C时钟配置符合从设备要求（标准模式100kHz，快速模式400kHz等）。 - 使用STM32CubeMX生成的配置代码，确保初始化正确。 步骤4：处理I2C错误中断 - 在I2C中断服务程序中，检查错误标志（如总线错误、仲裁丢失、ACK失败等），并清除标志。 - 示例代码： ```c void I2C1_EV_IRQHandler(void) { if (I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_ERR) != RESET) { // 处理错误 uint32_t error = I2C_GetLastError(I2C1); // 清除错误标志 I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_ERR); // 可在此处进行错误恢复，如重新初始化I2C } // ... 处理其他事件 } ``` 步骤5：使用DMA传输 - 连续传输大量数据时，建议使用DMA以减少CPU负担和中断延迟。 - 配置DMA时，注意： - DMA缓冲区大小应足够（至少140字节）。 - 启用DMA传输完成中断和错误中断，并处理这些中断。 - 在DMA传输完成中断中，检查传输状态并释放资源。 步骤6：调整I2C超时设置 - STM32硬件I2C有超时机制，可通过设置I2C_TIMEOUT寄存器或使用软件超时来避免总线挂死。 - 在连续写入前，确保总线空闲（检查BUSY标志）。 步骤7：检查总线电容和上拉电阻 - I2C总线要求上拉电阻，总线电容过大会导致信号边沿变缓，可能引起时序问题。标准模式最大总线电容为400pF，快速模式为250pF。 - 计算总线电容：总电容 = 总线布线电容 + 每个器件的引脚电容。 - 若电容过大，可减小上拉电阻值（但需注意电流消耗），或使用I2C缓冲器。 步骤8：使用逻辑分析仪或示波器检查信号 - 在连续写入140字节时，观察SCL和SDA信号，检查是否有： - 从设备未发送ACK（在第9个时钟周期SDA为高）。 - 信号毛刺或电压不足。 - 时钟频率不稳定。 步骤9：在HardFault中定位错误 - 当发生HardFault时，通过查看以下寄存器定位原因： - `HFSR` (HardFault Status Register) - `CFSR` (Configurable Fault Status Register) - `BFAR` (Bus Fault Address Register) 等。 - 使用FreeRTOS的HardFault处理钩子函数打印这些寄存器值。 示例：HardFault处理函数 ```c void HardFault_Handler(void) { __asm volatile( "tst lr, #4 \n" "ite eq \n" "mrseq r0, msp \n" "mrsne r0, psp \n" "ldr r1, [r0, #24] \n" "ldr r2, handler2_address_const \n" "bx r2 \n" "handler2_address_const: .word HardFault_HandlerC \n" ); } void HardFault_HandlerC(uint32_t *stack_frame) { uint32_t r0 = stack_frame[0]; uint32_t r1 = stack_frame[1]; uint32_t r2 = stack_frame[2]; uint32_t r3 = stack_frame[3]; uint32_t r12 = stack_frame[4]; uint32_t lr = stack_frame[5]; uint32_t pc = stack_frame[6]; uint32_t psr = stack_frame[7]; // 打印这些寄存器值，或者通过其他方式记录 } ``` 总结： 连续写入140字节导致HardFault的常见原因包括堆栈溢出、缓冲区溢出、I2C配置错误、未处理错误中断等。通过逐步排查，特别是检查堆栈、缓冲区、I2C错误中断处理以及使用DMA，可以解决此问题。 §§相关问题§§ 1. 如何配置STM32的I2C DMA传输？ 2. 如何计算I2C总线的上拉电阻值？ 3. STM32硬件I2C常见错误标志有哪些？如何恢复？ 4. 如何通过逻辑分析仪解析I2C数据？ 5. FreeRTOS下如何为中断服务程序分配足够的堆栈？</think>### STM32硬件I2C连续写入140字节引发HardFault异常的原因与解决方案 #### 问题根本原因分析 1. **I2C协议限制违反** I2C协议规定每次传输需以起始条件(START)开始，停止条件(STOP)结束[^1]。连续写入140字节时： - **未正确处理重新开始条件(Restart)**：若未在每帧数据后发送Restart信号，可能导致总线状态错误。 - **超过协议限制**：标准I2C协议单次传输上限为255字节（受限于7位地址+8位数据格式），140字节虽在理论范围内，但需考虑： $$ \text{实际帧长} = \text{地址帧} + \sum(\text{数据帧}) + \text{控制位} $$ 若从设备响应延迟，可能触发STM32的硬件超时机制。 2. **DMA配置错误（若使用DMA）** - **缓冲区边界溢出**：DMA传输计数器未正确设置为140，导致越界访问。 - **内存对齐问题**：I2C数据缓冲区未按4字节对齐（STM32要求），引发总线错误。 ```c // 错误示例：未对齐的缓冲区 uint8_t buffer[140]; // 可能未对齐 HAL_I2C_Master_Transmit_DMA(&hi2c1, dev_addr, buffer, 140); ``` 3. **中断冲突** - **I2C事件中断(IT_EV)与错误中断(IT_ERR)未使能**：未处理总线仲裁失败(BERR)或应答失败(AF)等错误。 - **中断优先级配置不当**：高优先级中断抢占I2C中断，导致时序错乱。 4. **时钟配置问题** - **SCL时钟速度过高**：快速模式(400kHz)下140字节传输需时： $$ t_{\text{total}} = (140 \times 9 \text{ bits} + \text{帧头}) \times \frac{1}{400\text{kHz}} \approx 3.15\text{ms} $$ 若从设备响应慢于此时限，会触发硬件超时。 5. **堆栈溢出（关联问题）** 新增任务后原任务堆栈溢出可能破坏I2C缓冲区内存，导致HardFault在I2C操作时暴露。 #### 解决方案步骤 ##### 1. 确保协议合规性 ```c // 正确使用重新开始条件(Restart) HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, dev_addr, mem_addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, data, 140, 100); ``` - 使用`HAL_I2C_Mem_Write`自动处理Restart信号 - 拆分传输（每帧≤32字节），符合I2C标准模式限制[^1] ##### 2. 修复DMA配置 ```c // 正确配置DMA（4字节对齐缓冲区） __ALIGN_BEGIN uint8_t buffer[140] __ALIGN_END; HAL_DMA_Start(&hdma_i2c, (uint32_t)buffer, (uint32_t)&(I2C1->DR), 140/4); __HAL_I2C_ENABLE_IT(&hi2c1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_ERR); // 启用中断 ``` ##### 3. 配置中断优先级 ```c // 在CubeMX或代码中设置 HAL_NVIC_SetPriority(I2C1_EV_IRQn, 5, 0); // 中等优先级 HAL_NVIC_SetPriority(I2C1_ER_IRQn, 5, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(I2C1_EV_IRQn); HAL_NVIC_EnableIRQ(I2C1_ER_IRQn); ``` ##### 4. 添加错误处理回调 ```c void HAL_I2C_ErrorCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c) { uint32_t error = HAL_I2C_GetError(hi2c); if(error & HAL_I2C_ERROR_AF) { // ACK失败 HAL_I2C_Init(hi2c); // 重新初始化I2C } } ``` ##### 5. 调整时钟配置 ```c // 在CubeMX中降低时钟频率 hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000; // 100kHz标准模式 ``` ##### 6. 验证堆栈独立性 - 使用FreeRTOS任务监控确保I2C任务堆栈充足： ```c UBaseType_t stack_space = uxTaskGetStackHighWaterMark(i2c_task_handle); if(stack_space < 50) { // 预留50字节安全空间 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 等待资源释放 } ``` #### 调试与验证 1. **逻辑分析仪捕获** 使用Saleae逻辑分析仪检查： - START/Restart/STOP信号序列 - 第140字节后的ACK/NACK响应 ![](https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/i2c-primer-part-1---what-is-i2c/figure-1.png?h=250) *I2C信号时序示例[^1]* 2. **HardFault诊断** 在HardFault中断中读取寄存器定位错误源： ```c void HardFault_Handler(void) { uint32_t *sp = (uint32_t*)__get_MSP(); // 获取栈指针 uint32_t pc = sp[6]; // 程序计数器 printf("HardFault at PC: 0x%08X\n", pc); } ``` #### 预防措施 - **启用I2C超时**：在`I2C_CR2`寄存器设置`TIMEOUT`值 - **使用CRC校验**：高速模式下启用`PEC`位 - **总线监控**：定期检查`I2C_ISR`状态寄存器 > 通过上述步骤，可解决连续写入140字节引发的HardFault异常。根本在于遵守I2C协议规范、正确处理中断与中断冲突，并确保内存安全边界[^1]。
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