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单片机硬件调试步骤方法和技巧

时间:2016-12-10 12:15 来源:澳门永利娱乐

单片机硬件调试步骤方法和技巧
1、首先是焊接的顺序问题。当初板子做好以后,我一口气就把所有的元件焊上去了,这样对于没有调试过的板子,就很难找到原因。所以焊接的顺序很重要,应该是应该按功能划分的器件进行焊接,顺序是功能部件的焊接--调试(OK)--另一功能部件的焊接,这样容易找到问题的所在。
2、如果在调试按功能划分的器件上出现问题,可以按以下步骤进行:
1)检查原理图连接是否正确
2)检查原理图与PCB图是否一致
3)检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致
4)用万用表检查是否有虚焊,引脚短路现象
5)查询器件的DATASHEET,分析一下时序是否一致,同时分析一下命令字是否正确(注意,命令字的顺序很重要,前些日子调试INTEL e28F640这款flash是的时候,在对其擦除和写操作的时候,就碰到了这样的问题)
6)有条件的可以用示波器。如我就是通过示波器对SRAM各个引脚进行检查,发现地址线都是有信号的,而数据线无信号出现,才找到问题所在。
7)飞线。用别的的口线进行控制,看看能不能对其进行正常操作,多试验,才能找到问题出现在什么地方。

3、多观察,多思考。如我前些日子在调试320×240点阵LCD的时候,发现怎么也不能出现图像,后来在偶然的机会下,发现LCD在MPU的CS2口线下,出现闪动的情况,猜测这时候有数据写入到LCD中,仔细研究才发现,MPU的DATA0-7线与74LVC245的A0-7连接在一起,MPU的通过一个GAL16V8或是与非门等芯片进行逻辑组合后与74LVC245的OE引脚相连,这样MPU只有在某一地址范围内才可以进行数据读写操作。所以在调试过程中,对于出现的任何现象都不要放过,问题的解决就是从一些小的现象入手的。山重水复疑无路,柳暗花明又一村。

4、有可能的情况下,最好焊两块板子以上,这样才好有个比较,硬件上很小的问题有很多时候是很难发现的。

5、软件的调试要和硬件配合进行,往往问题可能不是硬件上的。

单片机应用系统硬件调试技巧

在单片机开发过程中,从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本,提高系统的适应性,但是每个系统的调试占去了总开发时间的2/3,可见调试的工作量比较大。单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的,许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础,如果硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。本文结合作者在单片机开发过程中体会,讨论硬件调试的技巧。

当硬件设计从布线到焊接安装完成之后,就开始进入硬件调试阶段,调试大体分为以下几步。

1 硬件静态的调试
1.1 排除逻辑故障

这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图,看两者是否一致。应特别注意电源系统检查,以防止电源短路和极性错误,并重点检查系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。

1.2 排除元器件失效

造成这类错误的原因有两个:一个是元器件买来时就已坏了;另一个是由于安装错误,造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。在保证安装无误后,用替换方法排除错误。

1.3 排除电源故障

在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性,否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位,一般先检查VCC与GND之间电位,若在5V~4.8V之间属正常。若有高压,联机仿真器调试时,将会损坏仿真器等,有时会使应用系统中的集成块发热损坏。

2 联机仿真调试

联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具。这些工具是单片机开发的最基本工具。

信号线是联络8031和外部器件的纽带,如果信号线连结错误或时序不对,那么都会造成对外围电路读写错误。51系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号(PSEN)、地址锁存信号(ALE)、复位信号等几大类。这些信号大多属于脉冲信号,对于脉冲信号借助示波器(这里指通用示波器)用常规方法很难观测到,必须采取一定措施才能观测到。应该利用软件编程的方法来实现。例如对片选信号,运行下面的小程序就可以检测出译码片选信号是否正常。

       MAIN:  MOV   DPTR,#DPTR     ;将地址送入DPTR

                    MOVX A,@DPTR         ;将译码地址外RAM中的内容送入ACC

                    NOP                                ;适当延时

                    SJMP  MAIN                  ;循环

执行程序后,就可以利用示波器观察芯片的片选信号引出脚(用示波器扫描时间为1μs/每格档),这时应看到周期为数微秒的负脉冲波形,若看不到则说明译码信号有错误。

对于电平类信号,观测起来就比较容易。例如对复位信号观测就可以直接利用示波器,当按下复位键时,可以看到8031的复位引脚将变为高电平;一旦松开,电平将变低。

总而言之,对于脉冲触发类的信号我们要用软件来配合,并要把程序编为死循环,再利用示波器观察;对于电平类触发信号,可以直接用示波器观察。

下面结合在自动配料控制系统中键盘、显示部分的调试过程来加以说明。本系统中的键盘、显示部分都是由并行口芯片8155扩展而成的。8155属于可编程器件,因而很难划分硬件和软件,往往在调试中即使电路安装正确没有一定的指令去指挥它工作,也是无法发现硬件的故障。因此要使用一些简单的调试程序来确定硬件的组装是否正确、功能是否完整。在本系统中采取了先对显示器调试,再对键盘调试。

(1)显示器部分调试为了使调试顺利进行,首先将8155与LED显示分离,这样就可以用静态方法先测试LED显示,分别用规定的电平加至控制数码管段和位显示的引脚,看数码管显示是否与理论上一致。不一致,一般为LED显示器接触不良所致,必须找出故障,排除后再检测8155电路工作是否正常。对8155应进行编程调试时,分为两个步骤:第一,对其进行初始化(即写入命令控制字,最好定义为输出方式)后,分别向PA、PB、PC三个口送入#0FFH,这时可以利用万用表测试各口的位电压为3.8 V左右,若送入#00H,这时各口的位电压应为0.03 V;第二,将8155与LED结合起来,借助开发机,通过编制程序(最好采用“8”字循环程序)进行调试。若调试通过后,就可以编制应用程序了。

(2)键盘调试一般显示器调试通过后,键盘调试就比较简单,完全可以借助于显示器,利用程序进行调试。利用开发装置对程序进行设置断点,通过断点可以检查程序在断点前后的键值变化,这样可知键盘工作是否正常。

以上讨论了借助简单工具对单片机硬件调试的方法,这些方法如果利用得好,就可以大大缩短单片机的开发周期。

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