微控制器系統的硬體除錯方法是什麼
相信很多人都在學習微控制器系統，那麼微控制器系統等的硬體除錯方法嗎?跟著小編一起學習微控制器系統等的硬體除錯方法吧。
微控制器應用系統硬體除錯技巧
在微控制器開發過程中，從硬體設計到軟體設計幾乎是開發者針對本系統特點親自完成的。這樣雖然可以降低系統成本，提高系統的適應性，但是每個系統的除錯佔去了總開發時間的2/3，可見除錯的工作量比較大。微控制器系統的硬體除錯和軟體除錯是不能分開的，許多硬體錯誤是在軟體除錯中被發現和糾正的。但通常是先排除明顯的硬體故障以後，再和軟體結合起來除錯以進一步排除故障。可見硬體的除錯是基礎，如果硬體除錯不通過，軟體設計則是無從做起。本文結合作者在微控制器開發過程中體會，討論硬體除錯的技巧。
當硬體設計從佈線到焊接安裝完成之後，就開始進入硬體除錯階段，除錯大體分為以下幾步。
1 硬體靜態的除錯
1.1 排除邏輯故障
這類故障往往由於設計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。主要包括錯線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印製板認真對照原理圖，看兩者是否一致。應特別注意電源系統檢查，以防止電源短路和極性錯誤，並重點檢查系統匯流排***地址匯流排、資料匯流排和控制匯流排***是否存在相互之間短路或與其它訊號線路短路。必要時利用數字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。
1.2 排除元器件失效
造成這類錯誤的原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了;另一個是由於安裝錯誤，造成器件燒壞。可以採取檢查元器件與設計要求的型號、規格和安裝是否一致。在保證安裝無誤後，用替換方法排除錯誤。
1.3 排除電源故障
在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成整合塊損壞。加電後檢查各外掛上引腳的電位，一般先檢查VCC與GND之間電位，若在5V～4.8V之間屬正常。若有高壓，聯機模擬器除錯時，將會損壞模擬器等，有時會使應用系統中的整合塊發熱損壞。
2 聯機模擬除錯
聯機模擬必須藉助模擬開發裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是微控制器開發的最基本工具。
訊號線是聯絡8031和外部器件的紐帶，如果訊號線連結錯誤或時序不對，那麼都會造成對外圍電路讀寫錯誤。51系列微控制器的訊號線大體分為讀、寫訊號線、片選訊號線、時鐘訊號線、外部程式存貯器讀選通訊號***PSEN***、地址鎖存訊號***ALE***、復位訊號等幾大類。這些訊號大多屬於脈衝訊號，對於脈衝訊號藉助示波器***這裡指通用示波器***用常規方法很難觀測到，必須採取一定措施才能觀測到。應該利用軟體程式設計的方法來實現。例如對片選訊號，執行下面的小程式就可以檢測出譯碼片選訊號是否正常。
MAIN: MOV DPTR,#DPTR ;將地址送入DPTR
MOVX A,@DPTR ;將譯碼地址外RAM中的內容送入ACC
NOP ;適當延時
SJMP MAIN ;迴圈
執行程式後，就可以利用示波器觀察晶片的片選訊號引出腳***用示波器掃描時間為1μs/每格檔***，這時應看到週期為數微秒的負脈衝波形，若看不到則說明譯碼訊號有錯誤。
對於電平類訊號，觀測起來就比較容易。例如對復位訊號觀測就可以直接利用示波器，當按下復位鍵時，可以看到8031的復位引腳將變為高電平;一旦鬆開，電平將變低。
總而言之，對於脈衝觸發類的訊號我們要用軟體來配合，並要把程式編為死迴圈，再利用示波器觀察;對於電平類觸發訊號，可以直接用示波器觀察。
下面結合在自動配料控制系統中鍵盤、顯示部分的除錯過程來加以說明。本系統中的鍵盤、顯示部分都是由並行口晶片8155擴充套件而成的。8155屬於可程式設計器件，因而很難劃分硬體和軟體，往往在除錯中即使電路安裝正確沒有一定的指令去指揮它工作，也是無法發現硬體的故障。因此要使用一些簡單的除錯程式來確定硬體的組裝是否正確、功能是否完整。在本系統中採取了先對顯示器除錯，再對鍵盤除錯。
***1***顯示器部分除錯為了使除錯順利進行，首先將8155與LED顯示分離，這樣就可以用靜態方法先測試LED顯示，分別用規定的電平加至控制數碼管段和位顯示的引腳，看數碼管顯示是否與理論上一致。不一致，一般為LED顯示器接觸不良所致，必須找出故障，排除後再檢測8155電路工作是否正常。對8155應進行程式設計除錯時，分為兩個步驟：第一，對其進行初始化***即寫入命令控制字，最好定義為輸出方式***後，分別向PA、PB、PC三個口送入#0FFH，這時可以利用萬用表測試各口的位電壓為3.8 V左右，若送入#00H，這時各口的位電壓應為0.03 V;第二，將8155與LED結合起來，藉助開發機，通過編制程式***最好採用“8”字迴圈程式***進行除錯。若除錯通過後，就可以編制應用程式了。
***2***鍵盤除錯一般顯示器除錯通過後，鍵盤除錯就比較簡單，完全可以藉助於顯示器，利用程式進行除錯。利用開發裝置對程式進行設定斷點，通過斷點可以檢查程式在斷點前後的鍵值變化，這樣可知鍵盤工作是否正常。
以上討論了藉助簡單工具對微控制器硬體除錯的方法，這些方法如果利用得好，就可以大大縮短微控制器的開發週期。