【正文】 。 硬件系統(tǒng)必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進(jìn)行上電檢查各電源點(diǎn)是否正確，有關(guān)邏輯電平及信號(hào)是否正確。確認(rèn)無(wú)誤之后逐次插上芯片等器件，借助開發(fā)系統(tǒng)可檢查出是否有硬件故障。一旦有故障時(shí)，開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序?qū)⒊霈F(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。故可采用此法排除硬件系統(tǒng)的一般性故障。 有些 故障只有通過(guò)軟件調(diào)試才能排除，有時(shí)還需通過(guò)軟件調(diào)試修改硬件設(shè)計(jì)。 3． 源程序的調(diào)試 源程序的調(diào)試一般可分為分調(diào)，聯(lián)調(diào)和考機(jī) 3 步進(jìn)行 ]6[ 。 （ 1）分調(diào) 首先將基本獨(dú)立的子程序調(diào)試正確，符合原設(shè)計(jì)要求，用模擬的方法將中斷服務(wù)程序初調(diào)，然后將主程序按相對(duì)獨(dú)立的功能程序段，遵照應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯順序逐段進(jìn)行調(diào)試。 A) 設(shè)置并輸入一組符合要求的參量，啟動(dòng)程序段運(yùn)行，觀察運(yùn)行情況或故障的影響及現(xiàn)象。 B) 對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)地分析，合理推測(cè)，借助開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試手段，逐步縮小 疑點(diǎn)范圍，直至找出問(wèn)題所在進(jìn)行修改。 C) 分析故障原因。 （ 2）聯(lián)調(diào) 在分調(diào)基本完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)調(diào)，它將與整個(gè)系統(tǒng)的硬件，軟件，環(huán) 境密切相關(guān)，必須聯(lián)合在線調(diào)試。 調(diào)試的重點(diǎn)在于主程序與各功能模塊程序段之間的連接處，按照整個(gè) 軟件系統(tǒng)的執(zhí)行順序，逐個(gè)相連進(jìn)行調(diào)試。 第 40 頁(yè) 共 76 頁(yè) （ 3）考機(jī) 單片機(jī)開發(fā)工具 開發(fā)工具應(yīng)具以下主要作用： （ 1） 系統(tǒng)硬件電路的診斷； （ 2） 程序的輸入與修改； （ 3） 除連續(xù)運(yùn)行程序外，具單步運(yùn)行，設(shè)斷點(diǎn)運(yùn)行和狀態(tài)查詢等功能； （ 4） 能將程序固化到 EPROM 芯片上去。 開發(fā)工 具應(yīng)具備： （ 1） 交叉匯編功能。 （ 2） EPROM 編程器。 （ 3） 仿真功能。 A) CPU仿真。 B) EPROM 仿真。 通用機(jī)開發(fā)系統(tǒng) 如圖 所示 ： 圖 仿真系統(tǒng)硬件： a) 仿真系統(tǒng)硬件是一種大規(guī)模在線可編程芯片，將整個(gè)單片機(jī)仿真控制電路集成在芯片中；仿真 CPU 則外置在仿真頭上，通過(guò)更換不同 仿真頭 用戶系統(tǒng) ? 開發(fā)模板 EPROM 寫入插座 通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 第 41 頁(yè) 共 76 頁(yè) 的仿真頭，可對(duì)各種單片機(jī)進(jìn)行仿真 。 b) 8 位 /16 位兼容，可仿真 8 位及 16 位單片機(jī)。 c) 采用硬件斷點(diǎn)技術(shù)，不占用單片機(jī)任何資源。 d) 采用串行口與計(jì)算機(jī)通信，波特率自動(dòng)設(shè)置，最高可達(dá) 38400。 e) 可配接邏輯分析儀，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合斷點(diǎn)和觀察邏輯波形及分析時(shí)序關(guān)系。 仿真系統(tǒng)硬件安裝示意圖 所示 ： 圖 LCA51 仿真過(guò)程 1．打開 LCA51界面，在文件中新建，輸入程序后保存。 2．打開編譯對(duì)話框， 如圖 ；編譯當(dāng)前文件，加載對(duì)話框如圖 。 仿真系統(tǒng) 單 5V 電源 紅正 黑負(fù) 串行口及電源電纜 34芯仿真電纜 仿真頭 用戶板 9 芯串行口電纜接至計(jì)算機(jī)串行口 第 42 頁(yè) 共 76 頁(yè) 圖 圖 若要把編寫的程序燒到 AT89C52 芯片中 ,過(guò)程如下： 打開設(shè) 置選擇仿真機(jī)，打開仿真機(jī)的對(duì)話框后，打開通訊口對(duì)話框，設(shè)置如下。設(shè)置對(duì)話框如圖 ,圖 示。 第 43 頁(yè) 共 76 頁(yè) 圖 圖 在工具欄中選擇芯片固化， 如圖 。 第 44 頁(yè) 共 76 頁(yè) 圖 之后進(jìn)行一系列的操作。 硬件、軟件仿真調(diào)試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)全部采用 C51 來(lái)編寫 ， 由于一般的仿真器對(duì) C51的支持有一定的缺陷，軟 件調(diào)試比較復(fù)雜 。 除了語(yǔ)法差錯(cuò)外，當(dāng)確認(rèn)程序沒問(wèn)題時(shí)，通過(guò)直接 把程序燒到單片機(jī)來(lái)調(diào)試 。 即單獨(dú)調(diào)試好每一個(gè)模塊，然后再連接成一個(gè)完整的系統(tǒng)調(diào)試 。 硬件連線的步驟： 9 針串口聯(lián)機(jī)線 ,連好電腦主機(jī)的 USB 線 (短線 )和仿真器的 USB線 (長(zhǎng)線 )。 150MA 時(shí)，均不需外接電源，直接由電腦的 USB 接口供電 (將金屬跳冒跳在 USB 端 )，能滿足 仿真要求。在特殊情況下 (需要的電源電流大于 150MA,或你不想用 USB 接口供電 )，可自己購(gòu)買一個(gè) 5V 的直流穩(wěn)壓電源 (千萬(wàn)注意直流穩(wěn)壓電源插座是內(nèi)正外負(fù) ).用直流穩(wěn)壓電源供電 ,拔 掉連在電腦主機(jī)的 USB 線 (短線 ),將金屬跳冒跳在 OUT 端。 仿真器的本質(zhì) ： 仿真器就是通過(guò)仿真頭用軟件來(lái)代替了在目標(biāo)板上的 51 芯片，關(guān)鍵是不用反復(fù)的第 45 頁(yè) 共 76 頁(yè) 燒寫 ,不滿意隨時(shí)可以改 ,可以單步 運(yùn)行 ,指定端點(diǎn)停止等等，調(diào)試方面極為方便。 仿真器的原理 ： 仿真器內(nèi)部的 P 口等硬件資源和 51 系列單片機(jī)基本是完全兼容的。仿真主控程序被存儲(chǔ)在仿真器芯片特殊的指定空間內(nèi)，有一段特殊的地址段用來(lái)存儲(chǔ)仿真主控程序，仿真主控程序就象一臺(tái)電腦的操作系統(tǒng)一樣控制仿真器的正確運(yùn)轉(zhuǎn) ]11[ 。 硬件、軟件仿真調(diào)試 ： 經(jīng)過(guò)硬件、軟件單獨(dú)調(diào)試后，即可進(jìn)入硬件、軟件聯(lián)合仿真調(diào)試階段，找 出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復(fù)修改和調(diào)試。 編制單片機(jī)應(yīng)用程序的步驟和難點(diǎn) 如何編寫單片機(jī)應(yīng)用程 序，這是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的題目，也是 一 項(xiàng)艱苦而細(xì)致的工作。如果按照一定的步驟并且找出難點(diǎn)，事先對(duì)這些難點(diǎn)加以處理，能夠收到事半功倍的效果。 下面是 開發(fā)中必經(jīng)的幾個(gè)步驟和可能遇到的難點(diǎn)的處理。 編制步驟 ： 1． 搞清功能和編寫方案 接到一個(gè)單片機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)之后，并不是馬上動(dòng)手編寫程序，而是仔細(xì)研究 技術(shù)要求或者技術(shù)說(shuō)明，根據(jù)這些技術(shù)要求和技術(shù)說(shuō)明， 把程序應(yīng)該具備 的主要功能寫清楚，寫仔細(xì)，這是最關(guān)鍵的工作， 否則在設(shè)計(jì)完成以后會(huì)發(fā)現(xiàn)有些功能由于事先沒有考慮清楚再重新設(shè)計(jì)將會(huì)很麻煩，可能有些需要重新增加的功能很容易補(bǔ)充，而有 些可能由于沒有事先考慮周全而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 2． 編寫總流程圖和各功能模塊流程圖 根據(jù)要完成的程序功能寫出總流程圖，根據(jù)總流程圖把整個(gè)程序劃分成幾個(gè) 主要的功能模塊，每個(gè)功能模塊都要寫出基本流程圖，這主要是為以后的程序編寫起到一個(gè)指導(dǎo)作用。當(dāng)然，在實(shí)際的程序編寫過(guò)程中肯定會(huì)有一些改動(dòng)， 一 個(gè)基本的流程會(huì)指導(dǎo) 寫程序的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)太大的偏差。 3． 準(zhǔn)備編程所需的資料 這些資料主要是 編程語(yǔ)言方面的書籍、雜志等。因?yàn)槌绦蛘Z(yǔ)言的有些資料 不可能記得太清楚，如每條指令的含義，具體操作每條指令所牽涉 的硬件電路等。第 46 頁(yè) 共 76 頁(yè) 如果資料準(zhǔn)備得比較充分，可以放在案邊，若有需要，順手查閱。 4． 人機(jī)界面的編程 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目人機(jī)界面相對(duì)簡(jiǎn)單。若為 LED 顯示，應(yīng)根據(jù) LED 的位數(shù)選取簡(jiǎn)單、明 了 、用戶一看便知的提示符；顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)應(yīng)充分考慮 技術(shù) 的 要求。 5． 分析編程的難點(diǎn)和技術(shù)解決方案 為了能比較順利地完成程序設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)程序所完成的功能和程序流程對(duì)整個(gè)程序的框架分析一下，并根據(jù)自己掌握的技能定位整個(gè)程序的難點(diǎn)，然后找到最佳的算法。 6． 寫程序 在上面的準(zhǔn)備工作完成后，就可以著手編寫程序。因?yàn)橛辛嗣鞔_ 的程序流程，有 了充足的資料，可能遇到的難點(diǎn)基本上找到了解決方法。 這樣，事先準(zhǔn)備得比較充分，即使在以后的程序編寫過(guò)程中遇到困難，也較易解決。這樣就可以節(jié)省很多時(shí)間，以便靜下心來(lái)認(rèn)真按照方案和流程編寫程序。另外，一般寫完 一 個(gè)功能程序就進(jìn)行調(diào)試，通過(guò)后再編寫另外 一 個(gè)功能代碼，這樣可以防止全部代碼編寫完畢后再調(diào)試可能帶來(lái)的相互影響，從而可以搞清楚到底是哪部分程序有問(wèn)題。 7． 程序調(diào)試 程序的調(diào)試過(guò)程是 一 個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，有些需要高度的技巧和一定的方法。一般的編程軟件都提供單步、單步越過(guò)、斷點(diǎn)、運(yùn)行到光標(biāo)處等基本方法，一般掌握這 幾種基本方法就可以解決絕大部分問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試實(shí)踐之后自然就可以掌握一定的調(diào)試技巧，即熟能生巧。 故障分析 1. 編好的 C51 程序用仿真器運(yùn)行一切正常，但寫入片子獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行結(jié)果卻是錯(cuò)的。 分析：仿真器一般跳了地址的，需要做簡(jiǎn)單的調(diào)整的，再者是檢查 硬件電路了。如果仿真通過(guò)，那可能的原因就是芯片有問(wèn)題，請(qǐng)重新檢查，或者換一塊片子 。 第 47 頁(yè) 共 76 頁(yè) 2. 中斷陷入了死循環(huán) 。 分析： 在高級(jí)中斷中修改 PC 值。進(jìn)入中斷時(shí)將中斷前 PC 的值壓棧，修改棧中值，然后中斷返回時(shí)就可以從 0000H 開始執(zhí) 行了 。 也可以指向任何你需要的位置 。 進(jìn)入中斷后，棧頂?shù)膬蓚€(gè)數(shù)據(jù)為 PC 中斷前的值，如下操作即可 。 POP ACC POP ACC MOV A,RET_PCL PUSH ACC MOV A,RET_PCH PUSH ACC RETI 其中 RET_PCL, RET_PCH 為要返回的地址 。 這只是個(gè)思路，具體的話還要根據(jù) 實(shí)際來(lái)編，中斷返回前還可以做一些其他工作。 3. 現(xiàn)在的程序用仿真器仿真通過(guò)，程序正常，然后 把生成的 文件 燒寫 到芯片里面去，系統(tǒng)沒有任何反應(yīng) （ 用仿真器可以控制指示燈亮，將程序?qū)懙叫酒锶ブ缶筒涣亮耍?將程序?qū)懙叫酒筮€需要如何處理 。 分析：可能是程序的起始地址沒弄好，也可能是單片機(jī)是壞了，主要問(wèn)題是硬件有問(wèn)題。 4. 程序不按規(guī)定的流程執(zhí)行，程序跳轉(zhuǎn)到不可知的地址 去了。 分析：這種現(xiàn)象稱為 程序跑飛 ， 通常是由硬件引起的 。堆棧開的太小了。 堆棧和指針是兩個(gè)主要的影響因素 ,指針亂指的危險(xiǎn)性很大通常讓 人 莫名其妙 ,按步執(zhí)行看看程序是 如何 跑飛的 ,找到源頭不難解決 。 堆棧的溢出也是經(jīng)常發(fā)生的事情關(guān)鍵在于 程序設(shè)計(jì)上對(duì)用到堆棧的地方是否加了保護(hù) ， 實(shí)在不行就執(zhí)行到一定的階段讓堆棧指向一個(gè)固定的地方 (沒有使用它的時(shí)候 ), 可能 堆棧溢出，可能進(jìn)入死循環(huán) (如果沒有看門狗 )，可能邏輯方面的問(wèn)題等等 。 第 48 頁(yè) 共 76 頁(yè) 第 5 章 結(jié)束語(yǔ) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師汪小鋒的指導(dǎo)下完成的。忙碌了兩個(gè) 多 月，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題也終將告一段落。編譯程序時(shí)點(diǎn)擊運(yùn)行，也基本達(dá)到預(yù)期的效果，虛榮的成就感在沒人的時(shí)候也總會(huì)冒上心頭。但由于能力和時(shí)間的關(guān)系，總是覺得有很多不盡人意的地方，可是，我又會(huì)有 點(diǎn)自戀式地安慰自己：做一件事情，不必過(guò)于在乎最終的結(jié)果，可貴的是過(guò)程中的收獲。以此語(yǔ)言來(lái)安撫我尚沒平復(fù)的心。 畢業(yè)設(shè)計(jì)，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個(gè)作業(yè)了。想籍次機(jī)會(huì)感謝在校期間二 年以來(lái)給我?guī)椭乃欣蠋煛⑼瑢W(xué)，你們的友誼是我人生的財(cái)富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)指導(dǎo)老師汪小鋒老師，雖然我們是在開始畢設(shè)時(shí)才認(rèn)識(shí)，但他卻給我不厭其煩的指導(dǎo)，并提供了很多與該研究相關(guān)的重要信息，培養(yǎng)了我們對(duì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和創(chuàng)新精神。這將非常有利于我們今后的學(xué)習(xí)和工作。在此表示衷心的感謝！ 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了課題 組的各位老師的大力協(xié)助，在此一并表示我們的感謝！ 第 49 頁(yè) 共 76 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]張友德，趙志英，涂時(shí)亮 . 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