單片機開發(fā)過程中硬件調(diào)試技巧

在單片機開發(fā)過程中，從硬件設(shè)計到軟件設(shè)計幾乎是開發(fā)者針對本系統(tǒng)特點親自完成的。這樣雖然可以降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性，但是每個系統(tǒng)的調(diào)試占去了總開發(fā)時間的2/3，可見調(diào)試的工作量比較大。單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，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(jié)合起來調(diào)試以進一步排除故障?？梢娪布恼{(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè)計則是無從做起。本文結(jié)合作者在單片機開發(fā)過程中體會，討論硬件調(diào)試的技巧。

　　當(dāng)硬件設(shè)計從布線到焊接安裝完成之后，就開始進入硬件調(diào)試階段，調(diào)試大體分為以下幾步。

　　1 硬件靜態(tài)的調(diào)試

　　1.1排除邏輯故障

　　這類故障往往由于設(shè)計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。主要包括錯線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認(rèn)真對照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統(tǒng)總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線)是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。

　　1.2排除元器件失效

　　造成這類錯誤的原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了;另一個是由于安裝錯誤，造成器件燒壞。可以采取檢查元器件與設(shè)計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。

　　1.3排除電源故障

　　在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。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～4.8V之間屬正常。若有高壓，聯(lián)機仿真器調(diào)試時，將會損壞仿真器等，有時會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。

　　2 聯(lián)機仿真調(diào)試

　　聯(lián)機仿真必須借助仿真開發(fā)裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是單片機開發(fā)的最基本工具。

　　信號線是聯(lián)絡(luò)8031和外部器件的紐帶，如果信號線連結(jié)錯誤或時序不對，那么都會造成對外圍電路讀寫錯誤。51系列單片機的信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號(PSEN)、地址鎖存信號(ALE)、復(fù)位信號等幾大類。這些信號大多屬于脈沖信號，對于脈沖信號借助示波器(這里指通用示波器)用常規(guī)方法很難觀測到，必須采取一定措施才能觀測到。應(yīng)該利用軟件編程的方法來實現(xiàn)。例如對片選信號，運行下面的小程序就可以檢測出譯碼片選信號是否正常。

　　MAIN：MOVDPTR，#DPTR

　　;將地址送入DPTR

　　MOVXA，@DPTR

　　;將譯碼地址外RAM中的內(nèi)容送入ACC

　　NOP;適當(dāng)延時