单片机系统调试技巧及应用

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：系统调试是硬件和软件设计过程中及之后非常重要的工作，以便排除软硬件故障，使软／硬件能协调工作。目的是检查电路板。调试对象不同应编制专门的测试程序，运行后检查输出是否一致。其次，脱机调试。插上CPU芯片，用示波器检查CPU的主要信号引脚是否正常。5）符号化调试。调试的步骤1）调试的顺序。3）中断模块的调试。仿真调试运行正常后，将软件固化到ROM中，则可脱机运行，系统研制完成。

系统调试是硬件和软件设计过程中及之后非常重要的工作，以便排除软硬件故障，使软／硬件能协调工作。

1．硬件调试

硬件故障包括设计性错误和工艺性故障，通常借助电气仪表进行故障检查，硬件调试要非常细致地排除明显的故障，通常许多错误在软件调试时才能够发现。硬件调试一般可分为静态调试和动态调试。

1）静态调试。目的是检查电路板。首先，不插芯片，核对元器件的型规、检查电源线短路和极性、系统总线短路等情况；其次，接通电源，测各引脚电压是否正确，特别是微处理器插座可能损坏仿真器，所以必须认真测试；最后，断电分批插上芯片，如通电无异常情况，最后插微处理器和价值高的芯片。

2）动态调试。目的是检查连接错误和各部件内部的故障，常用逻辑笔、示波器、仿真器、逻辑分析仪等。首先，联机调试。调试对象不同应编制专门的测试程序，运行后检查输出是否一致。如编制专门的程序检查输入／输出口线、A／D和D／A、RAM单元等，不一致时用示波器观察其主要信号（片选信号、读／写信号），查明原因，直到正常为至。其次，脱机调试。插上CPU芯片，用示波器检查CPU的主要信号引脚是否正常。最后，检查其他功能，如复位、掉电保护等功能。

2．软件调试

排除程序中的错误，同时解决可能遗留的硬件问题和软、硬件的兼容问题。软件调试是利用开发工具进行在线仿真调试，必须按照自下而上的顺序和层次进行。

（1）开发工具的功能

所有的在线仿真器和开发工具都为用户调试程序提供了以下几种基本方法：

1）单步运行。一次只执行一条指令，在每步后又返回监控调试程序。

2）断点运行。用户可以在程序任何处设置断点，当程序执行到断点时，控制返回到监控调试程序。(www.chuimin.cn)

3）连续运行。可以从程序任何一条地址处启动，然后全速运行。

4）检查和修改寄存器、存储器单元的内容。

5）符号化调试。能按汇编语言程序中的符号进行调试。

（2）调试的步骤

1）调试的顺序。应从最初级子模块→上一级模块→……→主控模块的顺序进行调试。

2）普通模块的调试。首先检查语法错误，在PC机上用汇编软件对源程序进行汇编，检查并修改直到无错误为止；其次检查逻辑错误，联机仿真运行模块中的程序，使用设断点、暂停、单步等运行方式，通过检查应用系统的CPU现场、RAM的内容和I／O的状态，检查程序执行的结果是否正确，观察应用系统I／O设备的状态变化是否正常，从中可以发现程序中的死循环错误、机器码错误及转移地址的错误，也可以发现待测系统中软件算法错误及硬件设计错误，并不断修改应用系统的硬件和软件。

3）中断模块的调试。用同2）的方法外，还需检查中断信号是否出现过，能否进入中断的入口，现场保护和恢复是否正确。

4）总体调试。所有模块调试正常后，将各模块连接起来进行总体调试，用同2）的方法，仿真运行并改错直至正常运行。

5）脱机运行。仿真调试运行正常后，将软件固化到ROM中，则可脱机运行，系统研制完成。

单片机系统调试技巧及应用

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