單片機控制系統的設計與調試方法

4單片機控制系統的調試

(1)硬件調試 根據設計的原理電路做好實(shí)驗樣機，便進(jìn)入硬件調試階段。調試工作的主要任務(wù)是排除樣機故障，其中包括設計錯誤和工藝性故障。

① 脫機檢查：用萬(wàn)能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)是否有短路等故障。有時(shí)為保護芯片，先對各管座的電位（或電源）進(jìn)行檢查，確定其無(wú)誤后再插入芯片檢查。

② 仿真調試：暫時(shí)排除目標板的CPU和EPROM，將樣機接上仿真機的40芯仿真插頭進(jìn)行調試，調試各部分接口電路是否滿(mǎn)足設計要求。這部分工作是一種經(jīng)驗性很強的工作，一般來(lái)說(shuō)，設計制作的樣機不可能一次性完好，總是需要調試的。通常的方法是，先編調試軟件，逐一檢查調試硬件電路系統設計的準確性。其次是調試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進(jìn)行下面的應用軟件調試。

硬件電路調試的一般順序是：

① 檢查CPU的時(shí)鐘電路。通過(guò)測試ALE信號，如沒(méi)有ALE信號，則判斷是晶體或CPU故障，這稱(chēng)之為“心臟”檢查。

② 檢查ABUS/DBUS的分時(shí)復用功能的地址鎖存是否正常。

③ 檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構成，如是部分譯碼設計，則排除地址重疊故障。

④ 對擴展的RAM、ROM進(jìn)行檢查調試。一般先后寫(xiě)入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因為這樣RAM、ROM的各位均寫(xiě)入過(guò)‘0’、‘1’代碼。

⑤ 用戶(hù)級I/O設備調試。如面板、顯示、打印、報警等等。

(2）軟件調試 軟件調試根據開(kāi)發(fā)的設備情況可以有以下方法：

① 交叉匯編：用IBM PC/XT機對MCS—51系列單片機程序進(jìn)行交叉匯編時(shí)，可借助IBM PC/XT機的行編輯和屏幕編輯功能，將源程序按規定的格式輸入到PC機，生成MCS—51 HEX目標代碼和LIST文件。

② 用匯編語(yǔ)言：現在有些單片STD工業(yè)控制機或者開(kāi)發(fā)系統，可直接使用匯編語(yǔ)言，借助CRT進(jìn)行匯編語(yǔ)言調試。

③ 手工匯編：這種方法是最原始，但又是一種最簡(jiǎn)捷的調試方法，且不必增加調試設備。這種方法的實(shí)質(zhì)就是對照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機器碼，然后輸入到RAM重新進(jìn)行調試。在進(jìn)行手工匯編時(shí)，要特別注意轉移指令、調用指令、查表指令。必須準確無(wú)誤地計算出操作碼、轉移地址和相對偏移量，以免出錯。

以上3種方法調試完成以后，即可通過(guò)EPROM寫(xiě)入器，將目標代碼寫(xiě)入EPROM中，并將其插至機器的相應插座上，系統便可投入運行。

(3）硬件、軟件仿真調試 經(jīng)過(guò)硬件、軟件單獨調試后，即可進(jìn)入硬件、軟件聯(lián)合仿真調試階段，找出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復修改和調試。實(shí)驗室調試工作完成以后，即可組裝成機器，移至現場(chǎng)進(jìn)行運行和進(jìn)一步調試，并根據運行及調試中的問(wèn)題反復進(jìn)行修改。

5結論

單片機控制技術(shù)應用越來(lái)越廣泛，其核心技術(shù)是單片機控制系統的設計。對工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，抓住系統的原理構成、軟件設計、硬件設計以及系統調試方法的要點(diǎn)是十分必要的。根據工作經(jīng)驗，前面敘述的系統調試方法將會(huì )有助于從事這方面工作的技術(shù)人員及本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習者。

參考文獻
1陳粵初.單片及應用系統設計與實(shí)踐. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社,1992
2何立民.單片機應用系統設計 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1998