田老师的PIC单片机教案7.pdf

第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 7.1 软件仿真技术 7.2 硬件仿真技术 7.3 硬件维修技术 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 MPAB是专门用来对是专门用来对PIC16F87X系列微控制器进行在线调 试和编程的。本节将为你介绍 系列微控制器进行在线调 试和编程的。本节将为你介绍MPLAB的软件使用入门。将以的软件使用入门。将以 “FIRST”这个项目为例进行这个项目为例进行MPLAB-ICD的使用指导。的使用指导。 本节学习本节学习MPLAB-IDE系统使用。在使用系统使用。在使用MPLAB-IDE系统 前，必须首先把 系统 前，必须首先把MPLAB软件包安装到软件包安装到PC机；操作系统可以是机；操作系统可以是 WINDOWS 95/98，WINDOWS NT，或者，或者WINDOWS 2000。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.1 MPLAB工具介绍工具介绍 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.2软件使用：安装并运行7.1.2软件使用：安装并运行MPLAB-IDE 图7-1 MPLAB-IDE界面 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 新建“项目”文件夹和项目文件 图7-3 建新“项目”文件夹和first.asm文件 图7-4 ：建立新项目first.prj 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 图7-5 编辑“项目”会话窗口 7-6 设置开发模式会话窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.3 项目编译 点击“确定”按钮，关闭编辑“项目”会话窗口。 选择文件打开 打开刚建立项目的源文件。 如图7-8所示。选择项目项目编译或单击 工具栏的编译按钮（绿色漏斗：）,应出现 “创建完全成功”提示。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.4 单步运行、观察寄存器状态 编译成功后，选择窗口观察窗口添加新观 察符号，添加观察窗口打开后，选择窗口 调试运行单步运行（或者按动F7键或者 点击工具栏上的），可以观察程序执行情况。 （或者按动F8键或者点击工具栏上的可以跳 过子程序进行单步运行）。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 图7-8 打开项目源文件 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 通过MPLAB-ICD的菜单项选择通过MPLAB-ICD的菜单项选择窗口观察窗口新观察窗口观察窗口新观察 窗口窗口或点击，弹出如图7-9或点击，弹出如图7-9“添加观察符号添加观察符号”窗口，通过窗口，通过“添 加观察符号 添 加观察符号”编辑框中添加COUNT、PCL和w到图7-10的 Watch_2观察窗口中。 编辑框中添加COUNT、PCL和w到图7-10的 Watch_2观察窗口中。 图7-9 添加观察符号 图7-10 观察窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.5 连续运行、观察运行时间7.1.5 连续运行、观察运行时间 选择选择窗口调试运行运行窗口调试运行运行（或者按动F9键或者点击工（或者按动F9键或者点击工 具栏上的绿色），可以观察程序连续执行情况。本次的具栏上的绿色），可以观察程序连续执行情况。本次的 演示程序是一个延时程序，通过设置断点，观察演示程序是一个延时程序，通过设置断点，观察“停止期停止期 观察窗口观察窗口”，观察本程序的运行时间。右击欲设置断点的，观察本程序的运行时间。右击欲设置断点的 语句行，此时，会弹出提示窗口，如图7-11所示。选择语句行，此时，会弹出提示窗口，如图7-11所示。选择 第一项，即可设置断点。程序运行在断点处会停止执行。第一项，即可设置断点。程序运行在断点处会停止执行。 这样可以方便程序调试。这样可以方便程序调试。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 选择窗口调试运 行暂停（或者按 动F5键或者点击工 具栏上的红色）， 可以暂停执行程序。 选择窗口调试运 行复位（或者按 动F6键或者点击工 具栏上），可以复 位程序，即执行 PC=0000。 图7-11 断点设置 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 清零：单击清零：单击“清零清零”可使可使48位周 期计数器复位到零。在处理 器停机时或系统处于软件仿 真时，可随时使定时器复位。 处理器频率 ： 位周 期计数器复位到零。在处理 器停机时或系统处于软件仿 真时，可随时使定时器复位。 处理器频率 ：MPLAB把把“处理 器频率 处理 器频率”作为实时计算依据 使用，定时器 作为实时计算依据 使用，定时器/周期计数使用 此频率，将周期计数转换成 时间计数。可以利用此定时 器作精密定时测量。 周期计数使用 此频率，将周期计数转换成 时间计数。可以利用此定时 器作精密定时测量。 图7-12 秒表观察窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.6 改变程序执行的起点7.1.6 改变程序执行的起点 在软件仿真调试时，经常需要跳过一段程序，执行 某段程序。这时我们可以选择 在软件仿真调试时，经常需要跳过一段程序，执行 某段程序。这时我们可以选择调试运行修改程调试运行修改程 序计数器序计数器打开如图7.13所示的打开如图7.13所示的“修改程序计数器修改程序计数器” 会话窗口。在会话窗口。在“程序程序”输入所需的程序计数器地址。输入所需的程序计数器地址。 图7.13“修改程序计数器”会话窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 71 软件仿真技术 7.1.7模拟程序激励7.1.7模拟程序激励 在进行软件模拟调试时，经常需要模拟一个激 励信号加在端口上，如中断信号、复位信号、 脉冲、高电平、低电平或者是触发翻转信号。 在进行软件模拟调试时，经常需要模拟一个激 励信号加在端口上，如中断信号、复位信号、 脉冲、高电平、低电平或者是触发翻转信号。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 7.2.1 在线仿真设置 为了进行在线仿真，必须进行合适的设置。方法是：选择 7.2.1 在线仿真设置 为了进行在线仿真，必须进行合适的设置。方法是：选择项项 目编辑项目 目编辑项目 点击点击“改变改变”按钮。在按钮。在“工具工具”菜单中选择菜单中选择 “MPLAB-ICD 调试MPLAB-ICD 调试”，在，在“处理器处理器”对话框中选择用户需要的处 理器。确信已经选择了正确的处理器，然后点击 对话框中选择用户需要的处 理器。确信已经选择了正确的处理器，然后点击“确定确定”按钮。 如图7.18 所示。 按钮。 如图7.18 所示。 图7.18 设置开发模式 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 MPLAB-IDE将和MPLAB-ICD建立通讯，在此过程中， MPLAB-ICD会话窗口将会同时出现。如图7.19 MPLAB-ICD通讯窗口 MPLAB-IDE将和MPLAB-ICD建立通讯，在此过程中， MPLAB-ICD会话窗口将会同时出现。如图7.19 MPLAB-ICD通讯窗口 图7.19 MPLAB-ICD通讯窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 可选项选择 状态状态栏显示被执行的MPLAB-ICD函数和状态。当编 程时，可以从这里看到进程。当操作完成后，状态 栏显示信息“等待用户命令”。 串行口和波特率确信串口的设置合乎你的要求，有(COM1、COM2、 COM3、COM4)。 上载选项最小数据量(FSR、W、Status、PCLATH)最快； 只上载SFR快； 最小数据量和所有窗口比较快； 所有寄存器慢。 时钟选择范围选择工作频率范围 重新连接假如你改变了COM口或波特率，点击“重新连接” 系统重新使用新参数重新连接建立通信 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 图7.20 MPLAB-ICD选项会话窗口 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 可选项选择 设备在开发模式会话窗口里应该看到PIC16F87X被选中。假如不是，使用 项目菜单来保存“项目”并关闭“项目”。输入命令“操作开发模式”,正确 选择芯片后点击“确定”按钮，然后重新打开“项目”。 晶振检查实验版，让JP1跳线放置于正确的位置，实验版上RC振荡器频率 大约为2MHZ，有RC、LP、XT、HS四种模式。 看门狗定时器在调试程序过程中，看门狗定时器(WDT)应该关闭。 上电延时定时器在程序调试过程中，上电延时定时器(PWT)应该关闭。 电源掉电检测在程序调试过程中，电源掉电检测(BOD)应该关闭。 低电压编程当使用MPLAB-ICD时，低电压ICSP烧写应该禁止，这表明你可以用 RB3作为数字I/O，而且管脚上接5V烧写电压。 EEPROM 数据保护在程序调试过程中，关闭 EEPROM数据保护。 闪存存储器写在程序调试过程中，禁止通过EECON对FLASH存储空间进行擦写。 代码保护在程序调试过程中，关闭程序代码保护。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 表表7-3：芯片：芯片ID和代码检验和和代码检验和 校验和显示数据校验和。 ID代码显示ID代码。 用校验和作ID把校验和作为ID代码，选择检查窗口。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 表7-4：电压选择 参数类别参数选择 Vdd 芯片主电压 显示当前Vdd电压值，MPLAB-ICD的Vpp电 压为12V，从目标板的Vdd经升压泵升压达到。 Vpp 烧写电压 烧写当前Vpp电压。 刷新允许用户检查目标板上的Vdd和Vpp电压数值。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 表表7-5： 烧写参数选择： 烧写参数选择 参数类别参数选择 起始地址 终了地址 为烧写、读出、校验设置程序存储器起始和终了地址。 默认的存储器地址范围是用户选择的芯片上程序存储器的 最大范围。 配置位烧写配置位。 ID位烧写ID位。 EEPROM数据对带EEPROM的芯片，用EEPROM存储器窗口给定的数据 对数据存储器编程。 烧写前全擦除选择此项，用户在点击“程序”前将所有程序存储器里的数 据擦除。 允许调试模式调试代码写入芯片，用户点击“程序”后将允许调试操作。 如果将该项取消，实验板可脱离仿真器直接运行。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 7.2.2功能按钮 表7-6： 功能按钮参数 参数内容参数选择 空检查芯片是否为空白。 读取读出在“程序操作”里指定的存储器区域里：程序存储器、配置位、ID位和 EEPROM数据(假如芯片有EEPROM的话)。 烧写烧写在“程序操作”里指定的存储器区域里：程序存储器、配置位、ID位和 EEPROM数据(假如芯片有EEPROM的话)。 校验校验在“程序操作”里指定的存储器区域里：程序存储器、配置位、ID位和 EEPROM数据。 擦除擦除在PIC16F87X芯片内部的所有内容，包括：存储器、配置位、ID位。 下载监控程序将MPALB-ICD支持软件(监控程序)的升级版写入到MPLAB-ICD的FLASH处理器。 自测对MPLAB-ICD执行自诊断。 默认地址针对芯片的默认起始地址和终了地址。 禁止调试模式的终了地址： PIC16F873： 0xFFF； PIC16F876/877： 0x1FFF。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 7.2.3 对PIC16F87X进行编程 图7-21 按F7单步运行模式 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 72 硬件仿真技术硬件仿真技术 7.2.4 设置实验板设置实验板 开始调试之前，检查实验板设置是否正确：开始调试之前，检查实验板设置是否正确： 1、JP1是否将振荡器模式设置为是否将振荡器模式设置为RC阻容振荡方式；阻容振荡方式； 2、DIP拔码开关拔码开关(SW3)的所有开关是否都被设置为开的所有开关是否都被设置为开 (ON)状态，以便将所有发光二极管连接到状态，以便将所有发光二极管连接到PORTC 相对应的管脚上。相对应的管脚上。 7.2.5 运行软件运行软件 MPLAB-ICD运行于实时模式和单步模式。按运行于实时模式和单步模式。按F7进入 单步运行模式。如 图 进入 单步运行模式。如 图7-21单步运行模式。单步运行模式。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 73 硬件维修技术硬件维修技术 73.1维修必备维修必备 一、 知识准备一、 知识准备 单片机系统维修首先要掌握单片机系统结构及电路原 理。PIC单片机教学实验系统主要有JPIC仿真编程 器（主机）、JPIC-2实验板、9v稳压电源一个。 JPIC-2实验板通过扁平电缆与JPIC仿真编程器进行 通讯的，MPLAB-ICD编译成功的实验程序通过JPIC 仿真编程器（主机）烧写到JPIC-2实验板的16F87X 的芯片里，可以单独实验板运行或在线运行。 单片机系统维修首先要掌握单片机系统结构及电路原 理。PIC单片机教学实验系统主要有JPIC仿真编程 器（主机）、JPIC-2实验板、9v稳压电源一个。 JPIC-2实验板通过扁平电缆与JPIC仿真编程器进行 通讯的，MPLAB-ICD编译成功的实验程序通过JPIC 仿真编程器（主机）烧写到JPIC-2实验板的16F87X 的芯片里，可以单独实验板运行或在线运行。 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 73 硬件维修技术硬件维修技术 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 73 硬件维修技术硬件维修技术 第七章单片机系统软硬件调试及维修技术第七章单片机系统软硬件调试及维修技术 73 硬件维修技术硬件维修技术 二 、维修工具及简单测试仪器二 、维修工具及简单测试仪器 电烙铁：它是焊接必备的工具。选择20W内热式比较 好。 电烙铁：它是焊接必备的工具。