單片機(jī)開(kāi)發(fā)調(diào)試

1、第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)8.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程 8.2 單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具M(jìn)ICE簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介8.3 MCS - 51應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試 第第 8 章章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)8.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程 圖 8.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程圖第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 一、一、 方案論證方案論證 (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(wèn)題。 (3) 針對(duì)主攻問(wèn)題開(kāi)展

2、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(kāi)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(lái)了可能和方便, 那么這個(gè)硬件開(kāi)銷是值得的。在無(wú)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(zhǎng)處。 (5) 盡量采納可借鑒的成熟技術(shù), 減少重復(fù)性勞動(dòng)。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 二、二、 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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)

3、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(hào)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)。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) (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。

4、 (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(guò)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)。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 三、三、 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)系統(tǒng), 有些是支持高級(jí)語(yǔ)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

5、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。 1. (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。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)四、軟硬件調(diào)試四、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(yǔ)言（有的同時(shí)支持高級(jí)語(yǔ)言）源文件跟蹤調(diào)試。 (4) 目前一般的開(kāi)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。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 五、五、 EPROM固化固化 所有開(kāi)發(fā)裝置調(diào)試通過(guò)的程序, 最終要脫機(jī)運(yùn)行, 即將仿真

6、ROM中運(yùn)行的程序固化到EPROM脫機(jī)運(yùn)行。但在開(kāi)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(wèn)題, 需分析原因, 如是否總線驅(qū)動(dòng)功能不夠, 或是對(duì)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。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)8.2 單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具M(jìn)ICE簡(jiǎn)介簡(jiǎn)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(hào)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

7、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。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)圖 8.2 MBUG的窗口 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) (3) 支持對(duì)用戶匯編、PL/M51及C51語(yǔ)言源文件的直接調(diào)試, 并可翻頁(yè)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 2 KB的源程序。 (5) 配上EPROM編程卡配件, 具有對(duì)多種型號(hào)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

8、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。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)8.3 MCS - 51 應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試 一、一、 硬件調(diào)試方法硬件調(diào)試方法 1. 靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試 在樣機(jī)加電之前, 先用萬(wàn)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(duì)元器件的型號(hào)、 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(hào)線的短路。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 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

9、間電位, 若在5 V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(wàn)用表檢查連接的正確性后, 準(zhǔn)備聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)圖 8.3 應(yīng)用系統(tǒng)連接MICE開(kāi)發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 2. 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試 電路檢查無(wú)誤后, 分別打開(kāi)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)

10、擴(kuò)展模塊:輸入模塊、 輸出模塊、A/D模塊、 D/A模塊等。 針對(duì)不同的功能模塊, 編寫一小段測(cè)試程序, 并借助于萬(wàn)用表、示波器、邏輯筆等儀器來(lái)檢查硬件電路的正確性。 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 二、二、 軟件調(diào)試方法軟件調(diào)試方法 1. 程序跳轉(zhuǎn)錯(cuò)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(hào), 如: ORG 8000HSTRT: CLR C MOV A, 0F0HLP1: INC A JNC LP1 MOV DPTR, 7FFFH 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 2. 程序錯(cuò)誤程序錯(cuò)誤 對(duì)于計(jì)算程序, 經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試后

11、, 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: MOV R0, 32H MOV R1, 30H MOV R6, 02H CLR C 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)LOOP1: MOV A, R0 ADDC A, R1 DA A MOV R0, A INC R0 INC R1 DJNZ R0, LOOP1 CLR A MOV ACC.0, C MOV R0, ALOOP2: RET 第 8 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 3. 動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤 用單步、斷點(diǎn)仿真運(yùn)行命令, 一般只能測(cè)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(lái)測(cè)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(méi)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