你了解MCS 51 應用系統(tǒng)的調(diào)試過程嗎

在完成應用系統(tǒng)的硬件組裝和軟件設計以后，便進入系統(tǒng)調(diào)試階段。這個階段的任務是排除樣機中的硬件故 障和糾正軟件中的設計錯誤，并解 決硬件和軟件之間的不協(xié)調(diào)問題 。下面介紹幾種調(diào)試方法。

一、硬件調(diào)試方法

單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能完全分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調(diào)試。硬件調(diào)試方法有兩種：靜態(tài)調(diào)試和仿真調(diào)試。

1.靜態(tài)調(diào)試

在樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件邏輯設計詳細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)機仿真調(diào)試時，會損壞仿真器等，有時會使應用系統(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，準備聯(lián)機仿真調(diào)試。連接圖見圖 8.2 。

圖 8.2 應用系統(tǒng)連接仿真器開發(fā)系統(tǒng)簡圖

2.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：把整個應用系統(tǒng)按其功能分成若干模塊，如系統(tǒng)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。

二、軟件調(diào)試方法

軟件調(diào)試可以一個模塊一個模塊地進行，下面給出一些常見的故障情況。

1.程序跳轉錯

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 或設錯了標號，如：

這段程序的目的是為了延遲一段時間，由于 INC A 指令執(zhí)行后的結果不影響任何標志，所以 JNCLP1 這條指令執(zhí)行后總是轉跳到 LP1 ，結果發(fā)生了死循環(huán)。可將 JNCLP1 改 為：CJNE A ，#00H ，LP1 。

2.程序錯誤

對于計算程序，經(jīng)過反復測試后，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 ，結果送 34H 、33H 、32H 單元。

調(diào)試這個程序時，先將加數(shù)寫入 8031 的 30H ~ 33H 單元內(nèi)，然后設置斷點至 LOOP2，以 STRT 開始進行這個程序至斷點，觀察 34H~32H 的內(nèi)容是否正確。若存在錯誤，再用單步方式從 STRT 開始逐條運行指令，并不斷觀察 8031 的狀態(tài)變化，進一步查出錯誤原因。

3.動態(tài)錯誤

用單步、斷點仿真運行命令，一般只能測試目標系統(tǒng)的靜態(tài)功能。目標系統(tǒng)的動態(tài)性能要用全速仿真命令來測試，這時應選中目標機中晶振電路工作。

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)性能沒有達到系統(tǒng)設計的指標，有的是 由于元器件速度不夠造成的;更多的是由于多個任務之間的關系處理不恰當引起的。

4.加電復位電路的錯誤

排除硬件和軟件故障后，將 EPROM 和 CPU 插上目標系統(tǒng)，若能正常運行，應用系統(tǒng)的開發(fā)研制便完成。若目標機工作不正常，則主要是加電復位電路出現(xiàn)故障造成的。如 8031 沒有被初始復位，則 PC 不是從 0000H 開始運行，故系統(tǒng)不會正常運行，必須及時檢查加電復位電路。