十年專注單片機方案開發的深圳英銳恩分享單片機開發過程中硬件調試技巧。在單片機開發過程中，從硬件設計到軟件設計幾乎是開發者針對本系統特點親自完成的。這樣雖然可以降低系統成本，提高系統的適應性，但是每個系統的調試占去了總開發時間的2/3，可見調試的工作量比較大。單片機系統的硬件調試和軟件調試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調試中被發現和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調試以進一步排除故障?？梢娪布恼{試是基礎，如果硬件調試不通過，軟件設計則是無從做起。本文結合作者在單片機開發過程中體會，討論硬件調試的技巧。
當硬件設計從布線到焊接安裝完成之后，就開始進入硬件調試階段，調試大體分為以下幾步。
1 硬件靜態的調試
1.1排除邏輯故障
這類故障往往由于設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真對照原理圖，看兩者是否一致。應特別注意電源系統檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統總線(地址總線、數據總線和控制總線)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?？梢圆扇z查元器件與設計要求的型號、規格和安裝是否一致。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，聯機仿真器調試時，將會損壞仿真器等，有時會使應用系統中的集成塊發熱損壞。
2 聯機仿真調試
聯機仿真必須借助仿真開發裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是單片機開發的最基本工具。
信號線是聯絡8031和外部器件的紐帶，如果信號線連結錯誤或時序不對，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)用常規方法很難觀測到，必須采取一定措施才能觀測到。應該利用軟件編程的方法來實現。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中的內容送入ACC
NOP;適當延時
SJMPMAIN;循環
執行程序后，就可以利用示波器觀察芯片的片選信號引出腳(用示波器掃描時間為1μs/每格檔)，這時應看到周期為數微秒的負脈沖波形，若看不到則說明譯碼信號有錯誤。
對于電平類信號，觀測起來就比較容易。例如對復位信號觀測就可以直接利用示波器，當按下復位鍵時，可以看到8031的復位引腳將變為高電平;一旦松開，電平將變低。
總而言之，對于脈沖觸發類的信號我們要用軟件來配合，并要把程序編為死循環，再利用示波器觀察;對于電平類觸發信號，可以直接用示波器觀察。
下面結合在自動配料控制系統中鍵盤、顯示部分的調試過程來加以說明。本系統中的鍵盤、顯示部分都是由并行口芯片8155擴展而成的。8155屬于可編程器件，因而很難劃分硬件和軟件，往往在調試中即使電路安裝正確沒有一定的指令去指揮它工作，也是無法發現硬件的故障。因此要使用一些簡單的調試程序來確定硬件的組裝是否正確、功能是否完整。在本系統中采取了先對顯示器調試，再對鍵盤調試。
(1)顯示器部分調試為了使調試順利進行，首先將8155與LED顯示分離，這樣就可以用靜態方法先測試LED顯示，分別用規定的電平加至控制數碼管段和位顯示的引腳，看數碼管顯示是否與理論上一致。不一致，一般為LED顯示器接觸不良所致，必須找出故障，排除后再檢測8155電路工作是否正常。
對8155應進行編程調試時，分為兩個步驟：
第一，對其進行初始化(即寫入命令控制字，最好定義為輸出方式)后，分別向PA、PB、PC三個口送入#0FFH，這時可以利用萬用表測試各口的位電壓為3.8 V左右，若送入#00H，這時各口的位電壓應為0.03 V;
第二，將8155與LED結合起來，借助開發機，通過編制程序(最好采用“8”字循環程序)進行調試。若調試通過后，就可以編制應用程序了。
(2)鍵盤調試一般顯示器調試通過后，鍵盤調試就比較簡單，完全可以借助于顯示器，利用程序進行調試。利用開發裝置對程序進行設置斷點，通過斷點可以檢查程序在斷點前后的鍵值變化，這樣可知鍵盤工作是否正常。
以上討論了借助簡單工具對單片機硬件調試的方法，這些方法如果利用得好，就
可以大大縮短單片機的開發周期。
轉自： 玩轉單片機
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