单片机应用系统硬件调试技巧

1、单片机应用系统硬件调试技巧在单片机开发过程中，从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系 统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本，提高系统的适应性，但是每个 系统的调试占去了总开发时间的2/3,可见调试的工作量比较大。单片机系统 的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试中被发现和 纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步 排除故障。可见硬件的调试是基础，如果硬件调试不通过，软件设计则是无从做 起。本文结合作者在单片机开发过程中体会，讨论硬件调试的技巧。当硬件设计从布线到焊接安装完成之后，就开始进入硬件调试阶段，调试大 体分为以下几步。1硬件静态

2、的调试11排除逻辑故障; 将地址送入DPTRMOVXA, DPTR; 将译码地址外RAM中的内容送入ACCNO适当延时SJMPMAIN1环执行程序后，就可以利用示波器观察芯片的片选信号引出脚(用示波器扫 描时间为1卩s/每格档)，这时应看到周期为数微秒的负脉冲波形，若看不到则 说明译码信号有错误。对于电平类信号，观测起来就比较容易。例如对复位信号观测就可以直接 利用示波器，当按下复位键时，可以看到8031的复位引脚将变为高电平；一旦松 开,电平将变低。总而言之,对于脉冲触发类的信号我们要用软件来配合，并要把程序编 为死循环,再利用示波器观察；对于电平类触发信号，可以直接用示波器观察。下面结合在

3、自动配料控制系统中键盘、显示部分的调试过程来加以说 明。本系统中的键盘、显示部分都是由并行口芯片8155扩展而成的。8155属于可编程器件，因而很难划分硬件和软件，往往在调试中即使电路安装正确没 有一定的指令去指挥它工作，也是无法发现硬件的故障。因此要使用一些简单 的调试程序来确定硬件的组装是否正确、功能是否完整。在本系统中采取了先 对显示器调试，再对键盘调试。(1 )显示器部分调试为了使调试顺利进行,首先将8155与LED显示 分离,这样就可以用静态方法先测试 LED显示,分别用规定的电平加至控制数码 管段和位显示的引脚，看数码管显示是否与理论上一致。不一致，一般为LED显 示器接触不良所致

4、，必须找出故障，排除后再检测8155电路工作是否正常。对 8155应进行编程调试时，分为两个步骤：第一，对其进行初始化（即写入命令控 制字,最好定义为输出方式）后,分别向PA PB PC三个口送入# OFFH,这时可 以利用万用表测试各口的位电压为 3. 8 V左右，若送入# 00H,这时各口的位电 压应为0. 03 V;第二，将8155与LED结合起来，借助开发机，通过编制程序（最 好采用“ 8”字循环程序）进行调试。若调试通过后，就可以编制应用程序了。（2）键盘调试一般显示器调试通过后，键盘调试就比较简单，完全可 以借助于显示器，利用程序进行调试。利用开发装置对程序进行设置断点，通过断点可

5、以检查程序在断点前后的键值变化，这样可知键盘工作是否正常。以上讨论了借助简单工具对单片机硬件调试的方法，这些方法如果利 用得好,就可以大大缩短单片机的开发周期。这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括 错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图，看两者 是否一致。应特别注意电源系统检查，以防止电源短路和极性错误，并重点检查 系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）是否存在相互之间短路或与其它 信号线路短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能 ，可以缩短排错时间。1 .2排除元器件失效造成这类错误的原因有两个：一个是元器件买来时就已坏了 ；另一个是由于

6、 安装错误,造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、 规格和安装 是否一致。在保证安装无误后，用替换方法排除错误。1 . 3排除电源故障在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成集成块损 坏。加电后检查各插件上引脚的电位，一般先检查Vcc与GND间电位,若在5V 4. 8V之间属正常。若有高压，联机仿真器调试时，将会损坏仿真器等，有时会使 应用系统中的集成块发热损坏。2联机仿真调试联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具。这些工具是单 片机开发的最基本工具。信号线是联络8031和外部器件的纽带，如果信号线连结错误或时序不对， 那么都会造成对外围电路读写错误。51系列单片机的信号线大体分为读、写信 号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号（PSEN、地址锁存信号（ALE、复位信号等几大类。这些信号大多属于脉冲信