单片机应用系统的调试方法

温艳艳

(天津现代职业技术学院 天津300350)

单片机应用系统的调试方法

温艳艳

(天津现代职业技术学院 天津300350)

单片机应用系统的调试是单片机研发和应用中必不可少的重要环节。主要介绍了单片机应用系统的调试方法。首先调试单片机应用系统的硬件组成部分，对硬件部分进行逐一组装及调试。其次，进行单片机应用系统的软件调试。最后，对单片机应用系统进行统一调试。在不同工作环境下，系统调试又分为模拟调试和现场调试。不同的调试目的和作用也因所处不同阶段有所差异。单片机应用系统的调试目的是排查出系统软硬件设计中存在的问题，从而达到控制要求。

单片机 硬件调试方法 软件调试方法

单片机应用系统的调试是单片机研发和应用中必不可少的重要环节。在不同工作环境下，系统调试又分为模拟调试和现场调试。不同的调试目的和作用也因所处不同阶段有所差异。本文主要就单片机应用系统的调试方法进行阐述。

1 系统硬件的调试方法

1.1 硬件调试工具

硬件调试前要准备以下调试工具：

①单片机开发系统。②万用表。万用表是硬件电路调试过程中最常用的工具，主要用于测量通断、两点间的阻值、测试点的电压值等。万用表分指针式和数字式，两者各有特点，具体用哪一种万用表视需要而定。③逻辑笔。逻辑笔是数字电路调试过程中的重要工具。运行循环程序后，用逻辑笔测量译码器的输出端，若逻辑笔上红、绿发光管交替点亮，则说明译码器工作正常；否则译码器工作不正常。这样就可判断译码器工作是否存在故障。④函数信号发生器。函数信号发生器能产生所需信号的幅度和频率，产生模拟信号和脉冲信号。其作为电路的信号输入源，是硬件电路调试过程的必要工具之一。⑤逻辑分析仪。逻辑分析仪是分析数字系统和计算机软、硬件最有利的工具，可以保存显示各种触发前后所获取的信号，提供软件和硬件分析的相关数据依据，以便快速找出软、硬件的错误。它主要在硬件的动态调试过程中使用。⑥示波器。示波器是一种综合性的信号特性测试仪及比较仪，既能测试信号的不同幅度，也能测试信号的周期、频率、相位及多个信号的相位差，还能测试调制信号的参数，估计信号的非线性失真等。更重要的是，测试脉冲信号各参数时，示波器拥有不可替代的地位。

1.2 硬件调试过程

准备好调试所用的仪器后，即可进入硬件调试过程。

1.2.1 静态调试

静态调试是用户系统未工作前的硬件检查过程。静态调试的步骤包括：

①硬件电路安装完毕后，检查焊接印制电路板连线。仔细核对印制电路板上的焊接元件，找出安装连接错误，并及时更正。②使用万用表检查硬件的通断状态及电路值是否符合要求，重点检查电源有无短路现象。③把系统电源加至给定电压并连接到系统板上。打开电源，检查上电源端的额定电压值。在断电状态下将每个芯片逐个插入印制板上相应的座上，观察各组芯片的插接方向。每放入1组芯片，加额定电压，观察电源是否有异常。电路中所需芯片安装完毕后，如正常工作，可进入下一步调试。④整体调试。开发系统与应用系统板完成搭接后，检查接线是否正确，如通过整体检查并正常无误，完成静态调试工作，继续进行动态调试。

1.2.2 动态调试

动态调试即联机仿真调试，指在调试中对系统样机的各种硬件故障进行排查。各元件内部存在的故障和部件之间连接的逻辑错误只能通过动态调试找出。把应用系统分成不同小组，进行分组调试。编制小组测试程序，将程序下载到相应小组中，运行测试程序。各小组电路调试正常后加入系统，若出现故障，及时协调各个电路的通信问题，使所有电路接入系统后各部分仍能正常运行。

2 系统软件的调试方法

软件设计与调试的基本任务是通过对应用系统软件的汇编、连接、运行来找出程序中的错误，并及时改正。软件调试的方法一般是：先独立调试，后联机调试；先单步调试，后运行调试。

2.1 先独立调试，后联机调试

单片机应用系统中软件与硬件应相辅相成，完成工作要求。软件依附于硬件，应对各软件分组调试，将无关硬件的程序模块单独调试运行，相关硬件的程序模块仿真调试运行。各程序模块都独立调试完成后，可将应用系统、开发系统与主机连接起来进行系统联调。各程序在独立调试中，可排除内部的语法错误和逻辑错误，减少联机调试时的错误，提高联机调试的工作效率。

2.2 先单步调试，后运行调试

调试过程中，找出程序与硬件电路故障的有效方法是采用单步运行方式调试。调试程序时，观察指令是否正常运算，硬件工作过程中的计算运行指令是否正常工作，及时找出故障并排除。为了提高调试速度，一般采用全速判点运行方式将错误定位在一个较小的范围内，然后再对错误的程序段采用单步运行方式找出错误位置，这样就可以提高调试的效率。单步调试成功后，再进行系统的连续不间断运行调试，从而找出单步运行中未发现的设计问题。

3 系统的现场综合调试

单片机应用系统经硬件和软件调试后，还应在工作现场开展实时监控运行调试，对系统软件和硬件进行检查，测试其各项规定指标，以保证系统达到相关的设计要求。但是，在某些特殊工作环境中，单片机应用系统的运行会发生变化，在各种干扰较严重的情况下，单片机应用系统现场运行之前无法预测将要出现的问题，这时必须通过现场调试找出问题，并加以解决。

总之，应用系统的现场综合调试过程是最终检查系统是否正常运行的重要步骤，经过现场运行发现设计中的潜在错误，解决系统存在的问题，才能使系统安全可靠地工作。

［1］ 李全利. 单片机原理及应用技术[M]. 北京：高等教育出版社，2002.

［2］ 王福瑞. 单片机测控系统设计大全[M]. 北京：航空航天大学出版社，1998.

［3］ 李学海. PIC单片机原理[M]. 北京：航空航天大学出版社，2004.

On Debugging Method of MCU Application System

WEN Yanyan
(Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China)

The debugging of single chip microcomputer(MCU)application system plays an indispensable role in the development and application of MCUs.This paper mainly introduces debugging method of MCU application system.First debug hardware of MCU application system，and then debug and assemble the hardware part one by one.Secondly，proceed with the software debugging stage.Finally，carry out the unified debugging of the system.Under different working conditions，system debugging is divided into simulation debugging and commissioning.There are differences between debugging purposes and functions due to the differences in different periods.The debugging purpose of MCU application system is to screen out problems existing in the system hardware design and software design，so as to achieve control requirements.

MCU；hardware debugging method；software debugging method

TP36

：A

：1006-8945(2016)05-0063-02

2016-04-01