MCS-51應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試.ppt

8.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程8.2單片機(jī)開發(fā)工具M(jìn)ICE簡介8.3MCS-51應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試,第8章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā),8.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程,圖8.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)流程圖,一、方案論證(1)了解用戶的需求,確定設(shè)計(jì)規(guī)模和總體框架。(2)摸清軟硬件技術(shù)難度,明確技術(shù)主攻問題。(3)針對主攻問題開展調(diào)研工作,查找中外有關(guān)資料,確定初步方案。(4)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)是軟硬件結(jié)合的技術(shù),方案設(shè)計(jì)要權(quán)衡任務(wù)的軟硬件分工。有時(shí)硬件設(shè)計(jì)會(huì)影響到軟件程序結(jié)構(gòu)。如果系統(tǒng)中增加某個(gè)硬件接口芯片,而給系統(tǒng)程序的模塊化帶來了可能和方便,那么這個(gè)硬件開銷是值得的。在無礙大局的情況下,以軟件代替硬件正是計(jì)算機(jī)技術(shù)的長處。(5)盡量采納可借鑒的成熟技術(shù),減少重復(fù)性勞動(dòng)。,二、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可劃分為兩部分:一部分是與單片機(jī)直接接口的數(shù)字電路范圍的電路芯片的設(shè)計(jì)。如存儲(chǔ)器和并行接口的擴(kuò)展,定時(shí)系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)擴(kuò)展,一般的外部設(shè)備的接口,甚至于A/D、D/A芯片的接口。另一部分是與模擬電路相關(guān)的電路設(shè)計(jì),包括信號整形、變換、隔離和選用傳感器;輸出通道中的隔離和驅(qū)動(dòng)以及執(zhí)行元件的選用。(1)從應(yīng)用系統(tǒng)的總線觀念出發(fā),各局部系統(tǒng)和通道接口設(shè)計(jì)與單片機(jī)要做到全局一盤棋。例如,芯片間的時(shí)間是否匹配,電平是否兼容,能否實(shí)現(xiàn)總線隔離緩沖等,避免“拼盤”戰(zhàn)術(shù)。,(2)盡可能選用符合單片機(jī)用法的典型電路。(3)盡可能采用新技術(shù),選用新的元件及芯片。(4)抗干擾設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,如看門狗電路、去耦濾波、通道隔離、合理的印制板布線等。(5)當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展的各類接口芯片較多時(shí),要充分考慮到總線驅(qū)動(dòng)能力。當(dāng)負(fù)載超過允許范圍時(shí),為了保證系統(tǒng)可靠工作,必須加總線驅(qū)動(dòng)器。(6)可用印制板輔助設(shè)計(jì)軟件,如PROTEL進(jìn)行印制板的設(shè)計(jì)。,三、應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)(1)采用模塊程序設(shè)計(jì)。(2)采用自頂向下的程序設(shè)計(jì)。(3)外部設(shè)備和外部事件盡量采用中斷方式與CPU聯(lián)絡(luò),這樣,既便于系統(tǒng)模塊化,也可提高程序效率。(4)近幾年推出的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng),有些是支持高級語言的,如C51與PL/M96的編程和在線跟蹤調(diào)試。(5)目前已有一些實(shí)用子程序發(fā)表,程序設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)使用,其中包括運(yùn)行子程序和控制算法程序等。(6)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到軟件抗干擾措施。,四、軟硬件調(diào)試,單片機(jī)系統(tǒng)主要的功能是:(1)程序的錄入、編輯和交叉匯編功能。(2)提供仿真RAM、仿真單片機(jī)。(3)支持用戶匯編語言（有的同時(shí)支持高級語言）源文件跟蹤調(diào)試。(4)目前一般的開發(fā)裝置都有與通用微機(jī)的連機(jī)接口,可以利用微機(jī)環(huán)境進(jìn)行調(diào)試。(5)EPROM的寫入功能。,五、EPROM固化所有開發(fā)裝置調(diào)試通過的程序,最終要脫機(jī)運(yùn)行,即將仿真ROM中運(yùn)行的程序固化到EPROM脫機(jī)運(yùn)行。但在開發(fā)裝置上運(yùn)行正常的程序,固化后脫機(jī)運(yùn)行并不一定同樣正常。若脫機(jī)運(yùn)行有問題,需分析原因,如是否總線驅(qū)動(dòng)功能不夠,或是對接口芯片操作的時(shí)間不匹配等。經(jīng)修改的程序需再次寫入。,8.2單片機(jī)開發(fā)工具M(jìn)ICE簡介,MICE因其獨(dú)到的特點(diǎn)而廣泛使用,MBUG是其微機(jī)上的調(diào)試軟件,主要功能與特點(diǎn)如下:(1)MBUG采用隨機(jī)聯(lián)絡(luò)方式與MICE通訊。(2)MBUG將屏幕劃分為寄存器窗口、存儲(chǔ)器窗口、標(biāo)號窗口、變量窗口、文件窗口及主菜單命令等多種窗口,MICE的狀態(tài)和命令全部顯示在屏幕的頂行和底行,使用戶一屏就能飽覽各種調(diào)試信息,所有命令均為一鍵即發(fā),且提供系統(tǒng)幫助和用戶幫助。,圖8.2MBUG的窗口,(3)支持對用戶匯編、PL/M51及C51語言源文件的直接調(diào)試,并可翻頁卷行、自行設(shè)計(jì)窗口格式及內(nèi)容等豐富的調(diào)試運(yùn)行功能,極大地提高了工作效率。(4)高速交叉匯編,支持多種偽操作,標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)上每秒大約匯編處理2KB的源程序。(5)配上EPROM編程卡配件,具有對多種型號EPROM讀、寫、校驗(yàn)、空片檢查等功能。(6)OS|Shell功能調(diào)用可以使用戶在MBUG內(nèi)執(zhí)行DOS系統(tǒng)的內(nèi)部或外部命令,按EXIT命令返回MBUG,原有狀態(tài)并不破壞。,8.3MCS-51應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試,一、硬件調(diào)試方法,1.靜態(tài)調(diào)試在樣機(jī)加電之前,先用萬用表等工具,根據(jù)硬件邏輯設(shè)計(jì)詳細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性,核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)的檢查,以防止電源短路和極性錯(cuò)誤。并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線是否存在相互之間短路或與其它信號線的短路。,第一步是加電后檢查各插件上引腳的電位,一般先檢查VCC與GND之間電位,若在5V左右屬正常。若出現(xiàn)高壓,聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí),會(huì)損壞仿真器等,有時(shí)會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)的集成塊發(fā)熱損壞。第二步是在斷電情況下,除CPU之外,插上所有元器件,仿真插頭插入樣機(jī)CPU插座,并和仿真機(jī)相連,用萬用表檢查連接的正確性后,準(zhǔn)備聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試。,圖8.3應(yīng)用系統(tǒng)連接MICE開發(fā)系統(tǒng)簡圖,2.聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試電路檢查無誤后,分別打開樣機(jī)和仿真器的工作電源,啟動(dòng)MBUG進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài),就可進(jìn)行聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試了。調(diào)試的方案是:把整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)按其功能分成若干模塊,如系統(tǒng)擴(kuò)展模塊:輸入模塊、輸出模塊、A/D模塊、D/A模塊等。針對不同的功能模塊,編寫一小段測試程序,并借助于萬用表、示波器、邏輯筆等儀器來檢查硬件電路的正確性。,二、軟件調(diào)試方法1.程序跳轉(zhuǎn)錯(cuò)這種錯(cuò)誤的現(xiàn)象是程序運(yùn)行不到指定的地方,或發(fā)生死循環(huán),通常是由于錯(cuò)用了指令或設(shè)錯(cuò)了標(biāo)號,如:,ORG8000HSTRT:CLRCMOVA,0F0HLP1:INCAJNCLP1MOVDPTR,7FFFH,2.程序錯(cuò)誤對于計(jì)算程序,經(jīng)過反復(fù)測試后,才能驗(yàn)證它的正確性。例如調(diào)試一個(gè)雙字節(jié)十進(jìn)制加法程序,該子程序的功能是將31H、30H和33H、32H單元內(nèi)的BCD碼相加,結(jié)果送34H、33H、32H單元。STRT:MOVR0,32HMOVR1,30HMOVR6,02HCLRC,LOOP1:MOVA,R0ADDCA,R1DAAMOVR0,AINCR0INCR1DJNZR0,LOOP1CLRAMOVACC.0,CMOVR0,ALOOP2:RET,3.動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤用單步、斷點(diǎn)仿真運(yùn)行命令,一般只能測試目標(biāo)系統(tǒng)的靜態(tài)功能。目標(biāo)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要用全速仿真命令來測試,這時(shí)應(yīng)選中目標(biāo)機(jī)中晶振電路工作。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能范圍很廣,如控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度、顯示器的亮度、定時(shí)器的精度等等。若動(dòng)態(tài)性能沒有達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo),有的原因是由于元器件速度不夠造成的;更多的是由于多個(gè)任務(wù)之間的關(guān)系處理不恰當(dāng)引起的。http:/www.lvfangg