單片機應用系統的調試方法

溫艷艷

(天津現代職業技術學院 天津300350)

單片機應用系統的調試方法

溫艷艷

(天津現代職業技術學院 天津300350)

單片機應用系統的調試是單片機研發和應用中必不可少的重要環節。主要介紹了單片機應用系統的調試方法。首先調試單片機應用系統的硬件組成部分，對硬件部分進行逐一組裝及調試。其次，進行單片機應用系統的軟件調試。最后，對單片機應用系統進行統一調試。在不同工作環境下，系統調試又分為模擬調試和現場調試。不同的調試目的和作用也因所處不同階段有所差異。單片機應用系統的調試目的是排查出系統軟硬件設計中存在的問題，從而達到控制要求。

單片機 硬件調試方法 軟件調試方法

單片機應用系統的調試是單片機研發和應用中必不可少的重要環節。在不同工作環境下，系統調試又分為模擬調試和現場調試。不同的調試目的和作用也因所處不同階段有所差異。本文主要就單片機應用系統的調試方法進行闡述。

1 系統硬件的調試方法

1.1 硬件調試工具

硬件調試前要準備以下調試工具：

①單片機開發系統。②萬用表。萬用表是硬件電路調試過程中最常用的工具，主要用于測量通斷、兩點間的阻值、測試點的電壓值等。萬用表分指針式和數字式，兩者各有特點，具體用哪一種萬用表視需要而定。③邏輯筆。邏輯筆是數字電路調試過程中的重要工具。運行循環程序后，用邏輯筆測量譯碼器的輸出端，若邏輯筆上紅、綠發光管交替點亮，則說明譯碼器工作正常；否則譯碼器工作不正常。這樣就可判斷譯碼器工作是否存在故障。④函數信號發生器。函數信號發生器能產生所需信號的幅度和頻率，產生模擬信號和脈沖信號。其作為電路的信號輸入源，是硬件電路調試過程的必要工具之一。⑤邏輯分析儀。邏輯分析儀是分析數字系統和計算機軟、硬件最有利的工具，可以保存顯示各種觸發前后所獲取的信號，提供軟件和硬件分析的相關數據依據，以便快速找出軟、硬件的錯誤。它主要在硬件的動態調試過程中使用。⑥示波器。示波器是一種綜合性的信號特性測試儀及比較儀，既能測試信號的不同幅度，也能測試信號的周期、頻率、相位及多個信號的相位差，還能測試調制信號的參數，估計信號的非線性失真等。更重要的是，測試脈沖信號各參數時，示波器擁有不可替代的地位。

1.2 硬件調試過程

準備好調試所用的儀器后，即可進入硬件調試過程。

1.2.1 靜態調試

靜態調試是用戶系統未工作前的硬件檢查過程。靜態調試的步驟包括：

①硬件電路安裝完畢后，檢查焊接印制電路板連線。仔細核對印制電路板上的焊接元件，找出安裝連接錯誤，并及時更正。②使用萬用表檢查硬件的通斷狀態及電路值是否符合要求，重點檢查電源有無短路現象。③把系統電源加至給定電壓并連接到系統板上。打開電源，檢查上電源端的額定電壓值。在斷電狀態下將每個芯片逐個插入印制板上相應的座上，觀察各組芯片的插接方向。每放入1組芯片，加額定電壓，觀察電源是否有異常。電路中所需芯片安裝完畢后，如正常工作，可進入下一步調試。④整體調試。開發系統與應用系統板完成搭接后，檢查接線是否正確，如通過整體檢查并正常無誤，完成靜態調試工作，繼續進行動態調試。

1.2.2 動態調試

動態調試即聯機仿真調試，指在調試中對系統樣機的各種硬件故障進行排查。各元件內部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯誤只能通過動態調試找出。把應用系統分成不同小組，進行分組調試。編制小組測試程序，將程序下載到相應小組中，運行測試程序。各小組電路調試正常后加入系統，若出現故障，及時協調各個電路的通信問題，使所有電路接入系統后各部分仍能正常運行。

2 系統軟件的調試方法

軟件設計與調試的基本任務是通過對應用系統軟件的匯編、連接、運行來找出程序中的錯誤，并及時改正。軟件調試的方法一般是：先獨立調試，后聯機調試；先單步調試，后運行調試。

2.1 先獨立調試，后聯機調試

單片機應用系統中軟件與硬件應相輔相成，完成工作要求。軟件依附于硬件，應對各軟件分組調試，將無關硬件的程序模塊單獨調試運行，相關硬件的程序模塊仿真調試運行。各程序模塊都獨立調試完成后，可將應用系統、開發系統與主機連接起來進行系統聯調。各程序在獨立調試中，可排除內部的語法錯誤和邏輯錯誤，減少聯機調試時的錯誤，提高聯機調試的工作效率。

2.2 先單步調試，后運行調試

調試過程中，找出程序與硬件電路故障的有效方法是采用單步運行方式調試。調試程序時，觀察指令是否正常運算，硬件工作過程中的計算運行指令是否正常工作，及時找出故障并排除。為了提高調試速度，一般采用全速判點運行方式將錯誤定位在一個較小的范圍內，然后再對錯誤的程序段采用單步運行方式找出錯誤位置，這樣就可以提高調試的效率。單步調試成功后，再進行系統的連續不間斷運行調試，從而找出單步運行中未發現的設計問題。

3 系統的現場綜合調試

單片機應用系統經硬件和軟件調試后，還應在工作現場開展實時監控運行調試，對系統軟件和硬件進行檢查，測試其各項規定指標，以保證系統達到相關的設計要求。但是，在某些特殊工作環境中，單片機應用系統的運行會發生變化，在各種干擾較嚴重的情況下，單片機應用系統現場運行之前無法預測將要出現的問題，這時必須通過現場調試找出問題，并加以解決。

總之，應用系統的現場綜合調試過程是最終檢查系統是否正常運行的重要步驟，經過現場運行發現設計中的潛在錯誤，解決系統存在的問題，才能使系統安全可靠地工作。

［1］ 李全利. 單片機原理及應用技術[M]. 北京：高等教育出版社，2002.

［2］ 王福瑞. 單片機測控系統設計大全[M]. 北京：航空航天大學出版社，1998.

［3］ 李學海. PIC單片機原理[M]. 北京：航空航天大學出版社，2004.

On Debugging Method of MCU Application System

WEN Yanyan
(Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China)

The debugging of single chip microcomputer(MCU)application system plays an indispensable role in the development and application of MCUs.This paper mainly introduces debugging method of MCU application system.First debug hardware of MCU application system，and then debug and assemble the hardware part one by one.Secondly，proceed with the software debugging stage.Finally，carry out the unified debugging of the system.Under different working conditions，system debugging is divided into simulation debugging and commissioning.There are differences between debugging purposes and functions due to the differences in different periods.The debugging purpose of MCU application system is to screen out problems existing in the system hardware design and software design，so as to achieve control requirements.

MCU；hardware debugging method；software debugging method

TP36

：A

：1006-8945(2016)05-0063-02

2016-04-01