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1、第五章系统软硬件调试第五章系统软硬件调试前面几章的详细讨论硬件电路的实现和系统软件的编写，但是只是将软硬件设计完成和实现系统的正常运行还有一定的距离，还需要对系统进行严格的测试，发现并解决其中可能存在的问题。本章将详细叙述硬件电路的调试和系统软件的调试。本系在仿真时采用的仿真系统是M O T O R O L A 的H C l l E V S 仿真系统，系统程序的开发环境用的是M o t o r o l a 公司的A E V M l l Z 。H C l l E V S 仿真系统是专门为M O T O R O L A 的M C 6 8 H C l l 系列M C U 设计的。它包括两块电路板、一
2、个仿真头和一条下载电缆。一块电路板是底板P F B( p l a t f o r mb o a r d ) ，另一块是仿真板E M ( e m u l a t o rm o d u l e ) 。其中底板P F B 适用于所有的M C 6 8 H C l l 系列M C U ，而仿真板E M 则是针对不同型号的M C U 。所以在仿真不同型号的M C 6 8 H C l l 系列M C U 时只需使用相应的仿真板E M 即可，而不用更换底板P F B 。下载电缆的一段接到仿真板E M 上，另一端通过仿真头接到用户板上，对于用户板来说整个仿真系统就相当于实现了一片M C U 的功能。仿真板( E
3、 M ) 的框图如图5 - 1 所示。仿真系统通过串口和P C 机相连，通过P C机可以进行程序的下载，观察各个寄存器和变量的值等。-巾Ih DP 啪。r I D 艄_ 冉盯P n 文“ 讯o L - 叫，加一D T 盯-小盯 廿匿L 釉“弋_ J 让l - 】懿C 喇幄醛“DE 口W 啜 目n； 南向nh D；L； P 卜册；力7 7 彤、“_；嗍目珊冒hh 口 托嘲o p D 7 ；啊a 图5 1 仿真板( E M ) 的框图A E V M l1 Z 是M o t o r o l a 公司专门为其单片机仿真系统设计的软件，它运行在W i n d o w s 操作系统下，可以进行源程序输入，
4、编译，下载，断点设置，单步运行，以及内部存储器监视等功能。这个仿真系统的缺点是不支持C 语言，以及不支第五章系统软硬件调试持超过6 4 K 的程序存储器空间。为了解决第二个问题我们只能把程序分段编写编译并调试。5 1 硬件电路调试首先应进行上电前的准备。为了防止硬件的损坏，应在电路板上电前进行电路检查，包括：对芯片的焊接方向进行检查，对芯片的引脚进行短路和断路检查。在经过检查确认芯片的焊接没有任何问题的情况下，进行上电检查，在电源打开后，先判断电路是否存在异常，如出现芯片过热等现象，应及时切断电源，检查电路故障。在上电无异常状况的前提下，可以用万用表和示波器进行测量。首先测量电源芯片的输出电压
5、是否正常，然后用示波器分别测量各个主要芯片电源引脚，察看电源的波形情况，如有纹波，则在预先留出的位置上焊上退耦电容以消除纹波，保证芯片工作正常。电源测量完毕后，进一步用示波器测量有源晶振的输出脚，其输出是频率为8 M H z 的波形( 非方波，类似正弦波) 。在确定晶振起振后，按住复位键，使单片机始终保持在复位状态，同时测量其各个引脚的电平情况，并同数据手册上表述的复位时的芯片引脚状态进行比对，由此可判断单片机是否正常。确认单片机正常之后就可以通过仿真器连接用户板进行调试。下面我们详细介绍一下在调试过程中遇到的一些问题及解决的方法。1 电源上电错误所产生的问题开始调试时由于经验不足，对电源的上
6、电检查未提起足够的重视，在连上仿真系统进行调试时，在加上电源后没有确认系统上的电源已经产生了输出就开始进行调试，结果由于用户板所使用的那个插座损坏导致只有仿真系统加上了电源而用户板未加上电源，致使系统一部分芯片损坏。由于不知道哪些芯片被损坏，先检测了单片机M C 6 8 H C l l K l ，用简单的语句分别给它的各个输入输出固定的电平值，用示波器检测对应的引脚，查看是否合期望的值相同。最后发现K 1 的某些口线损坏，因此我们换了一片新的之后输入输出恢复正常。对于其它电路的检测我们按功能模块进行检测，单片机为相应的模块给出控制信号，然后用示波器跟踪信号的传输，将测得的信号和该测试点期望的信号比较，最后测出用户板上一片四二输出或非门H C 0 2 烧坏，用新的芯片替换后，功能恢复正常。经过这次的教训，在之后的每次上电后进行功能测试之前，都会首先确认电源是否正确输出，以保证系统的安全。2 调试C P L D 时出现的问题在本系统中用C P L D 来实现脉冲编码器，完成对电机控制时序的产生。我们在X i l i n xI S E 中完成C P L D 的设计仿真成功后下载到了C P L D 中，但是在调试
