單片機開發(fā)調(diào)試

1、第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)8.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程 8.2 單片機開發(fā)工具單片機開發(fā)工具MICE簡介簡介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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)8.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程 圖 8.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計流程圖第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(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

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)計要權(quán)衡任務(wù)的軟硬件分工。有時硬件設(shè)計會影響到軟件程序結(jié)構(gòu)。 如果系統(tǒng)中增加某個硬件接口芯片, 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算機技術(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。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 二、二、 硬件系統(tǒng)的設(shè)計硬件系統(tǒng)的設(shè)計 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計可劃分為兩部分: 一部分是與單片機直接接口的數(shù)字電路范圍的電路芯片的設(shè)計。如存儲器和并行接口的擴展, 定時系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)擴

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, 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)計與單片機要做到全局一盤棋。例如, 芯片間的時間是否匹配, 電平是否兼容, 能否實現(xiàn)總線隔離緩沖等, 避免“拼盤”戰(zhàn)術(shù)。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) (2) 盡可能選用符合單片機用法的典型電路。 (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)計是硬件設(shè)計的重要內(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)擴展的各類接口芯片較多時, 要充分考慮到總線驅(qū)動能力。當(dāng)負(fù)載超過允許范圍時, 為了保證系統(tǒng)可靠工作, 必須加總線驅(qū)動器。 (6) 可用印制板輔助設(shè)計軟件, 如PROTEL 進行印制板的設(shè)計。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 三、三、 應(yīng)用軟件設(shè)計應(yīng)用軟件設(shè)計 (1)采用模塊程序設(shè)計。 (2) 采用自頂向下的程序設(shè)計。 (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) 目前已有一些實用子程序發(fā)表, 程序

5、設(shè)計時可適當(dāng)使用, 其中包括運行子程序和控制算法程序等。 1. (6) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計應(yīng)充分考慮到軟件抗干擾措施。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)四、軟硬件調(diào)試四、軟硬件調(diào)試 單片機系統(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。 (3) 支持用戶匯編語言（有的同時支持高級語言）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的連機接口, 可以利用微機環(huán)境進行調(diào)試。 (5) EPROM的寫入功能。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 五、五、 EPROM固化固化 所有開發(fā)裝置調(diào)試通過的程序, 最終要脫機運行, 即將仿真

6、ROM中運行的程序固化到EPROM脫機運行。但在開發(fā)裝置上運行正常的程序, 固化后脫機運行并不一定同樣正常。若脫機運行有問題, 需分析原因, 如是否總線驅(qū)動功能不夠, 或是對接口芯片操作的時間不匹配等。經(jīng)修改的程序需再次寫入。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)8.2 單片機開發(fā)工具單片機開發(fā)工具MICE簡介簡介 MICE 因其獨到的特點而廣泛使用, MBUG是其微機上的調(diào)試軟件, 主要功能與特點如下: (1) MBUG采用隨機聯(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

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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)圖 8.2 MBUG的窗口 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) (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)計窗口格式及內(nèi)容等豐富的調(diào)試運行功能, 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, 具有對多種型號EPROM讀、 寫、 校驗、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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(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 在樣機加電之前, 先用萬用表等工具, 根據(jù)硬件邏輯設(shè)計詳細(xì)檢查樣機線路的正確性, 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誤。并重點檢查系統(tǒng)總線是否存在相互之間短路或與其它信號線的短路。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(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)機仿真器調(diào)試時, 會損壞仿真器等, 有時會使應(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CPU插座, 并和仿真機相連, 用萬用表檢查連接的正確性后, 準(zhǔn)備聯(lián)機仿真調(diào)試。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)圖 8.3 應(yīng)用系統(tǒng)連接MICE開發(fā)系統(tǒng)簡圖 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 2. 聯(lián)機仿真調(diào)試聯(lián)機仿真調(diào)試 電路檢查無誤后, 分別打開樣機和仿真器的工作電源, 啟動MBUG進入監(jiān)控狀態(tài), 就可進行聯(lián)機仿真調(diào)試了。 調(diào)試的方案是: 把整個應(yīng)用系統(tǒng)按其功能分成若干模塊, 如系統(tǒng)

10、擴展模塊: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。 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 二、二、 軟件調(diào)試方法軟件調(diào)試方法 1. 程序跳轉(zhuǎn)錯程序跳轉(zhuǎn)錯 這種錯誤的現(xiàn)象是程序運行不到指定的地方, 或發(fā)生死循環(huán), 通常是由于錯用了指令或設(shè)錯了標(biāo)號, 如: ORG 8000HSTRT: CLR C MOV A, 0F0HLP1: INC A JNC LP1 MOV DPTR, 7FFFH 第 8 章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 2. 程序錯誤程序錯誤 對于計算程序, 經(jīng)過反復(fù)測試后

11、, 才能驗證它的正確性。 例如調(diào)試一個雙字節(jié)十進制加法程序, 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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) 3. 動態(tài)錯誤動態(tài)錯誤 用單步、斷點仿真運行命令, 一般只能測試目標(biāo)系統(tǒng)的靜態(tài)功能。目標(biāo)系統(tǒng)的動態(tài)性能要用全速仿真命令來測試, 這時應(yīng)選中目標(biāo)機中晶振電路工作。 系統(tǒng)的動態(tài)性能范圍很廣, 如控制系統(tǒng)的實時響應(yīng)速度、 顯示器的亮度、定時器的精度等等。若動態(tài)性能沒有達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的指標(biāo), 有的原因是由于元器件速度不夠造成的; 更多的是由于多個任務(wù)之間的關(guān)系處理不恰當(dāng)引起