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      單片機(jī)軟件的仿真系統(tǒng)調(diào)試分析研究

      2017-12-29 13:16:32鄭艷永城職業(yè)學(xué)院
      數(shù)碼世界 2017年5期
      關(guān)鍵詞:連線總線器件

      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(shì),在目前的人們生活中有著廣泛的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)單介紹了單片機(jī)的軟件仿真系統(tǒng),以及在測(cè)試單片機(jī)的應(yīng)用板故障時(shí)經(jīng)常要面對(duì)的問(wèn)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(guò)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(cè)試單片機(jī)的應(yīng)用板故障時(shí)經(jīng)常要面對(duì)的問(wèn)題

      1.1 測(cè)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??傮w來(lái)說(shuō),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(cè)試非總線應(yīng)用板器件所需的系統(tǒng)硬件和測(cè)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(cè)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(cè)的芯片是有故障存在的。不過(guò),對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用板上大規(guī)模的數(shù)字器件來(lái)說(shuō),在進(jìn)行功能測(cè)試的時(shí)候,卻無(wú)法完全測(cè)試其性能。要知道,無(wú)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(cè)試的時(shí)候,可以采用分別測(cè)試的方法,也就是只對(duì)器件本身各個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)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(cè)。這種測(cè)試的方法并不需要多大的測(cè)試向量,且有著很高的測(cè)試效率。

      1.2 測(cè)試芯片引腳的連線

      單片機(jī)應(yīng)用板出現(xiàn)短、斷路問(wèn)題的原因就在于引腳連線出現(xiàn)故障,下面來(lái)對(duì)非總線器件的引腳連線測(cè)試問(wèn)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(cè)試時(shí),也可以利用對(duì)總線器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)的方法。不過(guò),有一點(diǎn)需要注意的是,在測(cè)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(cè)試方法更加安全,如今已被廣泛采用。

      1.3 將被測(cè)器件和別的器件進(jìn)行隔離

      前面已經(jīng)提過(guò),將應(yīng)用板上的器件進(jìn)行分開測(cè)試是非常有效的測(cè)試辦法,那么,為了實(shí)現(xiàn)器件的分別測(cè)試,就需要將被測(cè)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(cè)試中經(jīng)常用到的方法。不過(guò)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(zhǎng),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(guò)100ms。通過(guò)對(duì)該方法的長(zhǎng)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)??扇绻荂MOS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(wàn)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(shuō)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(wèn)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(cè)試和調(diào)試。利用仿真機(jī)外部的數(shù)據(jù)存貯器來(lái)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(méi)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(lái)。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(guò)仿真模式2運(yùn)行通過(guò),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(guò)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(guò)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(guò)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(guó)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)

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