【正文】 24 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試及 結(jié)論分析 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)樣機(jī)組裝好以后，便可進(jìn)入系統(tǒng)的在線（聯(lián)仿真器）調(diào)試，其主要任務(wù)是排除樣機(jī)硬件故障，并完善其硬件結(jié)構(gòu)，試運(yùn)行所設(shè)計(jì)的程序，排除程序錯(cuò)誤，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)達(dá)到期望的功能，進(jìn)而固化軟件，使其產(chǎn)品化。 解決方法：電源必須單獨(dú)調(diào)試好以后才能加到 系統(tǒng)的各個(gè)部件中。若讀出寫(xiě)入內(nèi)存不一致，則可能是地址數(shù)據(jù)線短路，試寫(xiě)入不同的數(shù)據(jù)觀察讀出結(jié)果，或縮小對(duì) RAM 的讀寫(xiě)范圍，檢查對(duì) RAM 中其它區(qū)域的影響，這樣可初步對(duì)地址數(shù)據(jù)線短路錯(cuò)誤定位，再用萬(wàn)用表、示波器等進(jìn)一步確診。 3．結(jié)果不正確 目標(biāo)系統(tǒng)基本上已能正常操作，但控制有誤動(dòng)作或者輸出的結(jié)果不正確。若是算法錯(cuò)誤，那是根本性錯(cuò)誤，應(yīng)重新設(shè)計(jì)該程序；若是局部的指令有錯(cuò)，修改即可。其中光電耦合器 MOC3041 的作用是將單片機(jī)系統(tǒng)與可控硅 SCR 電路隔開(kāi)，避免在高壓過(guò)程中的干擾信號(hào)影響單片機(jī)的運(yùn)行；可控硅SCR的作用是相當(dāng)于一個(gè)固態(tài)的觸點(diǎn)，使之有能力開(kāi)啟或關(guān)斷電爐，從而控制電爐通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的實(shí)時(shí)控制。軟件設(shè)計(jì)包括用單片機(jī)設(shè)計(jì)語(yǔ)言設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)并仿真、實(shí)現(xiàn)。鄒老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、兢兢業(yè)業(yè)的工作精神使我受益匪淺。 29 附 錄 系統(tǒng)總程序清單 主程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP IN1 ORG 0030H MAIN： MOV SP， 60H MOV P1， 0FH SETB SETB EA SETB EX1 MOV 5AH， 0 MOV 5BH， 2 MOV 5CH， 5 MOV 5DH， 0 MOV 28H， 0 MOV TCON， 05H MOV 29H， 01H MOV 35H， 10 MOV 37H， 10 LOOP： MOV A， 35H CJNE A， 1， NEXT LJMP N1 NEXT： LCALL AD MOV R2， 0 MOV R3， 40H LCALL Q1 MOV 3AH， R2 MOV 3BH， R3 LCALL BJ LCALL DIR LCALL TIM LJMP LOOP NI： LCALL SD N4： MOV A， 35H CJNE A， 2， N2 MOV A， R4 ADD A， 1 MOV 52H， A CLR C 30 MOV A， R4 SUBB A， 1 MOV 53H， A MOV A， 31H MOV 5AH， A MOV A， 32H MOV 5BH， A MOV A， 33H MOV 5CH， A MOV A， 34H MOV 5DH， A RET IN1： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX1 MOV A， P1 RRC A JC M1 MOV 35H， 1 LJMP TT M1： RRC A JC M2 MOV 35H， 2 MOV A， 28H SETB MOV 28H， A LJMP TT M2： RRC A JC M3 MOV 35H， 3 MOV A， 28H SETB MOV 28H， A LJMP TT M3： RRC A JC TT MOV 35H， 4 TT： NOP POP ACC POP PSW SETB EX1 RETI AD1： MOV A， 37H 31 ANL A， 0FH ORL A， 30H MOV R1, A MOV A， R1 INC A MOV B， 10 DIV AB MOV A， B MOV R1， A RET IDB:MOV 30H， 0 MOV R0 , 30H MOV R2 , 3 MOV R3 , 0 MOV A , R0 MOV R4 , A LP:MOV A,R4 MOV B , 10 MUL AB MOV R4 , A MOV A , 10 XCH A , B XCH A , R3 MUL AB ADD A , R3 XCH A , R4 INC R0 ADD A , R0 XCH A , R4 ADDC A , 0 MOV R3 , A DJNZ R2 , LP RET BJ:MOV 30H , 0 MOV A , 40H CLR C SUBB A , 52H JC XX SETB RET XX:MOV A , 40H CLR C SUBB A , 53H 32 JNC WW CLR WW:RET Q1:MOV DPTR , TABLE MOV A , R3 CLR C RLC A MOV R3 , A XCH A , R2 RLC A XCH A , R2 ADD A , DPL MOV DPL , A MOV A , DPH ADDC A , R2 MOV DPH , A CLR A MOVC A , A+DPTR MOV R2 , A CLR A INC DPTR MOVC A , A+DPTR MOV R3 , A RET TABLE: DW 000， 045， 051， 056， 062， 066 DW 070, 074,081,086,092 DW 098, 100,105,110,116 DW 121, 124,130,135,138 DW 142, 146,151,154,160 DW 165, 168,170,175,178 DW 180, 184,190,193,195 DW 208, 214,220,224,229 DW 232, 238,242,250,255 DW 260, 264,271,275,280 DW 284, 292,294,295,300 DW 306, 311,316,321,325 DW 330, 334,338,343,347 DW 350, 355,360,362,364 DW 366, 368,370,375,376 DW 378, 379,380,382,384 DW 385, 387,388,389,390 DW 392, 395,396,399,400 DW 402, 403,405,406,408 33 DW 410, 412,414,416,418 DW 419, 420,422,423,425 DW 427, 428,430,432,436 DW 438, 439,440,442,444 DW 445, 446,449,450,452 DW 438, 440,442,446,448 DW 450, 452,453,455,456 DW 458, 461,463,465,468 DW 468, 470,472,475,478 DW 480, 480,482,485,485 DW 488, 490,491,493,495 DW 498, 500,500,501,504 DW 505, 508,510,512,515 DW 518, 518,522,524,528 DW 532, 536,540,540,545 DW 548, 549,551,554,556 DW 559, 560,562,565,568 DW 570, 572,573,575,578 DW 580, 583,585,588,590 DW 595, 596,598,600,602 DW 608, 610,610,612,615 DW 620, 623,625,628,630 DW 632, 635,640,642,645 DW 648, 650,652,655,658 DW 660, 664,665,668,672 DW 675, 677,680,685,688 DW 690, 695,700,705,710 DW 712, 715,718,720,725 DW 769, 773,775,780,782 DW 810, 815,818,820 NDIV1： MOV A , R3 CLR C SUBB A , R7 MOV A , R2 SUBB A , R6 JNC NDVE1 MOV B , 16 NDVL1:CLR C MOV A , R5 RLC A MOV R5 , A MOV A , R4 RLC A MOV R4 , A 34 MOV A , R3 RLC A MOV R3 , A XCH A , R2 RLC A XCH A , R2 MOV F0 , C CLR C SUBB A , R7 MOV R1 , A MOV A , R2 SUBB A , R6 JB F0 , NDVM1 JC NDVD1 NDVM1:MOV R2 , A MOV A , R1 MOV R3 , A INC R5 NDVD1:DJNZ B , NDVL1 CLR F0 RET NDVE1:SETB F0 RET 35 系統(tǒng)原理圖 36 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 .2020 年 1 月，第 1版： [2] 曹巧媛主編 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版社 ； [3] 何力民編 . 單片機(jī)高級(jí)教程 . 北京 :北京航空大學(xué)出版社 ； [4] 金發(fā)慶等編 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 .北京機(jī)械工業(yè)出版社 ； [5] 王錦標(biāo)，方崇智．過(guò)程計(jì)算機(jī)控制．北京：清華大學(xué)出版社； [6] 邵惠鶴．工業(yè)過(guò)程高級(jí)控制．上海：上海交通大學(xué)出版社； [7] 胡壽松．自動(dòng)控制原理．北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ； [8] 劉伯春．智能 PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用．電子自動(dòng)化； [9] 周潤(rùn)景，張麗娜．基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 [M]．北京 :航空航天大學(xué)出版社 ； [10] 王忠飛，胥芳． MCS51 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 [M。 28 致 謝 在大學(xué)三 年的讀書(shū)生活 在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句 號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。 通過(guò)三個(gè)月的設(shè)計(jì)，我也有很深的感觸：當(dāng)今社會(huì)在飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度更是迅猛無(wú)比，尤其是單片機(jī)技術(shù)在未來(lái)社會(huì)發(fā)展中一定會(huì)起著十分重要的作用，而通過(guò)本次設(shè)計(jì)無(wú)論是從硬件實(shí)現(xiàn)還是到整個(gè)程序的完成，無(wú)不是對(duì)我個(gè)人專業(yè)能力的一次提高和體現(xiàn)。一般情況下，這樣一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)就算研制成功了。調(diào)試時(shí)，用防真器的寫(xiě)命令，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入計(jì)算程序的參數(shù)緩沖單元，然后從計(jì)算程序開(kāi)始運(yùn)行到結(jié)束，運(yùn)行的結(jié)果和正確數(shù)據(jù)比較，如果對(duì)有的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，都沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則該計(jì)算程序調(diào)試成功；如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不正確，改用單步運(yùn)行方式，即可檢查出錯(cuò)誤所在。 錯(cuò)誤的原因有：中斷控制寄存器（ IE， IP）的初值設(shè)置不正確，使 CPU 沒(méi)有開(kāi)放中斷或不許某個(gè)中斷源請(qǐng)求；或者對(duì)片內(nèi)的定時(shí)器、串行口等特殊功能寄存器和擴(kuò)展的 I/O 口編程有錯(cuò)誤，造成中斷沒(méi)有被激活；或者某一中斷服務(wù)程序不是以 RETI 指令作為返回主程序的指令， CPU 雖已返回到主程序但內(nèi)部中斷狀態(tài)寄存器沒(méi)有被清除，從而不響應(yīng)中斷；或由于外部中斷源的硬件故障使外部中斷請(qǐng)求無(wú)效。第三步是在不加電情況下，除單片機(jī)以外，插上所有的元器件，最后用仿真適配器將樣機(jī)的單片機(jī)插座和仿真器的仿真接口相連，為聯(lián)機(jī)調(diào)試做準(zhǔn)備。 3．電源故障：設(shè)計(jì)中存在電源故障，即上電后將造成元器件損壞、無(wú)法正常供電，電路不能正常工作。已達(dá)到為本系統(tǒng)提供對(duì)溫度的顯示和監(jiān)控的目的。 圖 33 溫度顯示電路 調(diào)節(jié)執(zhí)行單元 調(diào)節(jié)執(zhí)行單元， 如下圖 34 所示 采用實(shí)時(shí)控制的方法，在主機(jī) AT89C51 的 口輸出溫度控制信號(hào)，由光電耦合器 MOC3041（光電耦合器）和可控硅 SCR組成。雙斜率轉(zhuǎn)換器由 1個(gè)帶有輸人切換開(kāi)關(guān)的模擬積分器、 1個(gè)比較器和 1 個(gè)計(jì)數(shù)單元構(gòu)成。通常采樣脈沖的寬 度 tw是很短的，故采樣輸出是斷續(xù)的窄脈沖。 圖 32 溫度采樣單元 模數(shù)轉(zhuǎn)換是將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為 N位二進(jìn)制數(shù)字輸出信號(hào)的技術(shù)。例如，我們平常使用的各種材料、元件，其性質(zhì)或多或少地都會(huì)隨其所處的環(huán)境溫度變化而變化，因而它們幾乎都能作為溫度傳感器使用。 7． DS18S20 具有負(fù)載特性，當(dāng)電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但是不能正常的工作。 C 至 +125176。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力較強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問(wèn)題的最有效的方案。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此共陰極接地。每擴(kuò)展一片 164 就可增加一位顯示。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。 6． REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 是位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它是采用逐次逼近的方法完成 A/D 轉(zhuǎn)換的。 （ 2） 定時(shí)器溢出中斷源 定時(shí)器溢出中斷由 AT89C51 內(nèi)部定時(shí)器分的中斷源產(chǎn)生 ,故它們屬于內(nèi)部中斷。 5個(gè)中斷源的排列順序由中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 IP 和順序查詢邏輯電路共 同決定， 5 個(gè)中斷源分別對(duì)應(yīng) 5 個(gè)固定的中斷入口地址。 AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比沒(méi)有特別的限制，但必須保證輸入信號(hào)的高電平與低電平的持續(xù)時(shí)間在一個(gè)機(jī)器周期以上。在單片機(jī)中，定時(shí)功能和計(jì)數(shù)功能的設(shè)定和控制都是通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行的。 AT89C51 系列單片機(jī)的功能單元 1．并行 I/O 接口： 單片機(jī)芯片內(nèi)有一項(xiàng)主要功能就是并行 I/O 口。 注意：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 12 輸入、輸出： ALE/PROG—— 地址鎖存允許信號(hào)，輸出。 6．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通 —— WR 低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。在提供這些功能時(shí)，其輸出鎖存器應(yīng)由程序置 1。對(duì)于 80C51， —— T2，是定時(shí)器的計(jì)數(shù)端且位輸入； —— T2EX，是定時(shí)器的外部輸入端。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位