單片機軟件的仿真系統調試分析研究

鄭艷 永城職業學院

單片機軟件的仿真系統調試分析研究

鄭艷 永城職業學院

單片機具有高集成度、快運算、小體積的特點，以及低價格和能夠可靠運行的優勢，在目前的人們生活中有著廣泛的應用。本文簡單介紹了單片機的軟件仿真系統，以及在測試單片機的應用板故障時經常要面對的問題，并給出了發展單片機調試需要注意的方面，以希望單片機的調試過程能夠被盡早完善，實現單片機的高效調試。

單片機軟件 故障 仿真系統 調試

目前，各種軟件仿真系統已經隨著計算機網絡的快速發展而大量出現，由于計算機的硬件和軟件功能都在不斷提高，所以現在開發一些實際的軟件系統的時候，軟件的仿真系統也能夠為其提供安全保障。

1 測試單片機的應用板故障時經常要面對的問題

1.1 測試單片機芯片的功能

應用電路板通常具有很多小的器件，單片機應用板也不例外?？傮w來說，單片機應用板上的小器件可大致分為兩部分，即總線與非總線兩種。但是，測試非總線應用板器件所需的系統硬件和測試總線應用板器件的硬件是相同的。I/O的激勵RAM傳送出所需的測試向量到應用板器件負責輸入的一端，然后在I/O的響應RAM中輸入器件采集到的數據信息。最后計算機對得到的數據進行系統地分析，并和最初預訂的數據進行對比處理。如果根據數據判斷單片機應用板的運行狀態與起初預訂的狀態并不一致的話，則表明該單片機中被測的芯片是有故障存在的。不過，對于單片機應用板上大規模的數字器件來說，在進行功能測試的時候，卻無法完全測試其性能。要知道，無論是大規模器件還是超大規模器件，其內部都有十分復雜的結構，而且隨著規模的增大，結構也就越加復雜。所以，在對此類器件進行測試的時候，可以采用分別測試的方法，也就是只對器件本身各個模塊進行測試，并對多個模塊進行連接的數據通道進行檢測。這種測試的方法并不需要多大的測試向量，且有著很高的測試效率。

1.2 測試芯片引腳的連線

單片機應用板出現短、斷路問題的原因就在于引腳連線出現故障，下面來對非總線器件的引腳連線測試問題進行了探討。對單片機非總線器件的引腳連線進行測試時，也可以利用對總線器件進行測試時的方法。不過，有一點需要注意的是，在測試非總線器件的引腳連線時，為了完成其與其他各器件的電器隔離，需要利用反向驅動的方法，甚至是直接斷開該應用板和電源的連接。因為該測試方法更加安全，如今已被廣泛采用。

1.3 將被測器件和別的器件進行隔離

前面已經提過，將應用板上的器件進行分開測試是非常有效的測試辦法，那么，為了實現器件的分別測試，就需要將被測的器件和別的器件進行隔離。隔離的一個重要辦法就是反向驅動，這也是目前單片機應用板的故障測試中經常用到的方法。不過在采用此方法時還有一些需要我們注意的地方，例如反向驅動的應用時間不能太長，在減小驅動電流時動作一定要快速，以此避免IC器件因驅動電流而被損壞。反向驅動的應用時間通常不超過100ms。通過對該方法的長久研究和實踐，不難發現該方法是比較安全的，對TTL及 ECL都有比較好的保護?？扇绻荂MOS電路，卻需要慎重進行選擇了，畢竟CMOS電路的工作電壓還是很高的。

2 對單片機的調試

2.1 靜電調試

在對單片機進行加電的時候，首先要確定單片機的各個線路是否正確，并依據萬用電和單片機硬件的邏輯設計圖等，對單片機元件型號和規格進行檢查，確保其安裝符合說明上的要求。尤其是對于單片機的電源系統，一定要進行重點的檢查，避免出現電源短路與極性錯誤這樣的問題。在加電之后，要注意檢查單片機每個插件的引腳，對其電位和各點的電平進行徹底檢查，看其是否正常。

2.2 聯機仿真調試

第一，對擴展RAM存貯器的測試和調試。利用仿真機外部的數據存貯器來對操作命令進行讀寫，并將得到的數據信息輸入到單片機的外部RAM存貯器中。這個時候，如果光標開始閃動，但單元也能夠被修改，則表明存儲器沒有什么故障，但如果光標發生閃動，但單元并不可以被修改，就表明存儲器出現了故障，不是寫不進去就是讀不出來。這時就需要進一步進行檢查了。

第二，如果程序能夠通過仿真模式2運行通過，那么就可以在EPROM里得到固化，然后在樣機中的EPROM插座上把已固化的EPROM插入，之后再選擇仿真模式3，CPU會面向用戶系統指出指控制信號和讀寫控制信號，最后再進行調試運行，這樣便可以進行驗證固化的程序是否正確。

第三，仿真機在與上位計算機通過RS-232接口連機時，應該選擇仿真模式2，如果是對目標文件裝載，最好是之前就設置好斷點在選擇DBUG中的調試運行命令RUNANDDEBUG這種模式下，仿真機DBUG內部會被CPU的取指控制信號指向，讀寫控制信號便會向用戶系統發送命令。在仿真時候，仿真機DBUG的RAM內會存入用戶的程序，在這種模式下可以使用所有的DBUG的所有調試排錯命令，而且在這種模式下一般通過的程序都可以能脫機自行運行。

單片機在目前的人們生活中有著廣泛的應用，除了應用于采集控制過程的數據外，在機電一體化和各種網絡技術甚至是家用電器方面也發揮著一定的作用。

[1]曹健雄，嚴壯志.基于FPGA的單片機仿真器設計[J].中國醫療器械雜志，2010（06）

[2]高立新.基于Proteus軟件的單片機仿真實驗[J].常州信息職業技術學院學報，2011（03）