單片機(jī)軟件的仿真系統(tǒng)調(diào)試分析研究

鄭艷 永城職業(yè)學(xué)院

單片機(jī)軟件的仿真系統(tǒng)調(diào)試分析研究

鄭艷 永城職業(yè)學(xué)院

單片機(jī)具有高集成度、快運(yùn)算、小體積的特點(diǎn)，以及低價(jià)格和能夠可靠運(yùn)行的優(yōu)勢，在目前的人們生活中有著廣泛的應(yīng)用。本文簡單介紹了單片機(jī)的軟件仿真系統(tǒng)，以及在測試單片機(jī)的應(yīng)用板故障時(shí)經(jīng)常要面對(duì)的問題，并給出了發(fā)展單片機(jī)調(diào)試需要注意的方面，以希望單片機(jī)的調(diào)試過程能夠被盡早完善，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的高效調(diào)試。

單片機(jī)軟件 故障 仿真系統(tǒng) 調(diào)試

目前，各種軟件仿真系統(tǒng)已經(jīng)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展而大量出現(xiàn)，由于計(jì)算機(jī)的硬件和軟件功能都在不斷提高，所以現(xiàn)在開發(fā)一些實(shí)際的軟件系統(tǒng)的時(shí)候，軟件的仿真系統(tǒng)也能夠?yàn)槠涮峁┌踩Ｕ稀?/p>

1 測試單片機(jī)的應(yīng)用板故障時(shí)經(jīng)常要面對(duì)的問題

1.1 測試單片機(jī)芯片的功能

應(yīng)用電路板通常具有很多小的器件，單片機(jī)應(yīng)用板也不例外。總體來說，單片機(jī)應(yīng)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(yīng)用板器件所需的系統(tǒng)硬件和測試總線應(yīng)用板器件的硬件是相同的。I/O的激勵(lì)RAM傳送出所需的測試向量到應(yīng)用板器件負(fù)責(zé)輸入的一端，然后在I/O的響應(yīng)RAM中輸入器件采集到的數(shù)據(jù)信息。最后計(jì)算機(jī)對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)地分析，并和最初預(yù)訂的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理。如果根據(jù)數(shù)據(jù)判斷單片機(jī)應(yīng)用板的運(yùn)行狀態(tài)與起初預(yù)訂的狀態(tài)并不一致的話，則表明該單片機(jī)中被測的芯片是有故障存在的。不過，對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用板上大規(guī)模的數(shù)字器件來說，在進(jìn)行功能測試的時(shí)候，卻無法完全測試其性能。要知道，無論是大規(guī)模器件還是超大規(guī)模器件，其內(nèi)部都有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且隨著規(guī)模的增大，結(jié)構(gòu)也就越加復(fù)雜。所以，在對(duì)此類器件進(jìn)行測試的時(shí)候，可以采用分別測試的方法，也就是只對(duì)器件本身各個(gè)模塊進(jìn)行測試，并對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行連接的數(shù)據(jù)通道進(jìn)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(jī)應(yīng)用板出現(xiàn)短、斷路問題的原因就在于引腳連線出現(xiàn)故障，下面來對(duì)非總線器件的引腳連線測試問題進(jìn)行了探討。對(duì)單片機(jī)非總線器件的引腳連線進(jìn)行測試時(shí)，也可以利用對(duì)總線器件進(jìn)行測試時(shí)的方法。不過，有一點(diǎn)需要注意的是，在測試非總線器件的引腳連線時(shí)，為了完成其與其他各器件的電器隔離，需要利用反向驅(qū)動(dòng)的方法，甚至是直接斷開該應(yīng)用板和電源的連接。因?yàn)樵摐y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(jìn)行隔離

前面已經(jīng)提過，將應(yīng)用板上的器件進(jìn)行分開測試是非常有效的測試辦法，那么，為了實(shí)現(xiàn)器件的分別測試，就需要將被測的器件和別的器件進(jìn)行隔離。隔離的一個(gè)重要辦法就是反向驅(qū)動(dòng)，這也是目前單片機(jī)應(yīng)用板的故障測試中經(jīng)常用到的方法。不過在采用此方法時(shí)還有一些需要我們注意的地方，例如反向驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用時(shí)間不能太長，在減小驅(qū)動(dòng)電流時(shí)動(dòng)作一定要快速，以此避免IC器件因驅(qū)動(dòng)電流而被損壞。反向驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用時(shí)間通常不超過100ms。通過對(duì)該方法的長久研究和實(shí)踐，不難發(fā)現(xiàn)該方法是比較安全的，對(duì)TTL及 ECL都有比較好的保護(hù)。可如果是CMOS電路，卻需要慎重進(jìn)行選擇了，畢竟CMOS電路的工作電壓還是很高的。

2 對(duì)單片機(jī)的調(diào)試

2.1 靜電調(diào)試

在對(duì)單片機(jī)進(jìn)行加電的時(shí)候，首先要確定單片機(jī)的各個(gè)線路是否正確，并依據(jù)萬用電和單片機(jī)硬件的邏輯設(shè)計(jì)圖等，對(duì)單片機(jī)元件型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行檢查，確保其安裝符合說明上的要求。尤其是對(duì)于單片機(jī)的電源系統(tǒng)，一定要進(jìn)行重點(diǎn)的檢查，避免出現(xiàn)電源短路與極性錯(cuò)誤這樣的問題。在加電之后，要注意檢查單片機(jī)每個(gè)插件的引腳，對(duì)其電位和各點(diǎn)的電平進(jìn)行徹底檢查，看其是否正常。

2.2 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試

第一，對(duì)擴(kuò)展RAM存貯器的測試和調(diào)試。利用仿真機(jī)外部的數(shù)據(jù)存貯器來對(duì)操作命令進(jìn)行讀寫，并將得到的數(shù)據(jù)信息輸入到單片機(jī)的外部RAM存貯器中。這個(gè)時(shí)候，如果光標(biāo)開始閃動(dòng)，但單元也能夠被修改，則表明存儲(chǔ)器沒有什么故障，但如果光標(biāo)發(fā)生閃動(dòng)，但單元并不可以被修改，就表明存儲(chǔ)器出現(xiàn)了故障，不是寫不進(jìn)去就是讀不出來。這時(shí)就需要進(jìn)一步進(jìn)行檢查了。

第二，如果程序能夠通過仿真模式2運(yùn)行通過，那么就可以在EPROM里得到固化，然后在樣機(jī)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(huì)面向用戶系統(tǒng)指出指控制信號(hào)和讀寫控制信號(hào)，最后再進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，這樣便可以進(jìn)行驗(yàn)證固化的程序是否正確。

第三，仿真機(jī)在與上位計(jì)算機(jī)通過RS-232接口連機(jī)時(shí)，應(yīng)該選擇仿真模式2，如果是對(duì)目標(biāo)文件裝載，最好是之前就設(shè)置好斷點(diǎn)在選擇DBUG中的調(diào)試運(yùn)行命令RUNANDDEBUG這種模式下，仿真機(jī)DBUG內(nèi)部會(huì)被CPU的取指控制信號(hào)指向，讀寫控制信號(hào)便會(huì)向用戶系統(tǒng)發(fā)送命令。在仿真時(shí)候，仿真機(jī)DBUG的RAM內(nèi)會(huì)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(diào)試排錯(cuò)命令，而且在這種模式下一般通過的程序都可以能脫機(jī)自行運(yùn)行。

單片機(jī)在目前的人們生活中有著廣泛的應(yīng)用，除了應(yīng)用于采集控制過程的數(shù)據(jù)外，在機(jī)電一體化和各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)甚至是家用電器方面也發(fā)揮著一定的作用。

[1]曹健雄，嚴(yán)壯志.基于FPGA的單片機(jī)仿真器設(shè)計(jì)[J].中國醫(yī)療器械雜志，2010（06）

[2]高立新.基于Proteus軟件的單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（03）