鄭艷 永城職業(yè)學院

單片機軟件的仿真系統(tǒng)調試分析研究

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單片機具有高集成度、快運算、小體積的特點，以及低價格和能夠可靠運行的優(yōu)勢，在目前的人們生活中有著廣泛的應用。本文簡單介紹了單片機的軟件仿真系統(tǒng)，以及在測試單片機的應用板故障時經(jīng)常要面對的問題，并給出了發(fā)展單片機調試需要注意的方面，以希望單片機的調試過程能夠被盡早完善，實現(xiàn)單片機的高效調試。

單片機軟件 故障 仿真系統(tǒng) 調試

目前，各種軟件仿真系統(tǒng)已經(jīng)隨著計算機網(wǎng)絡的快速發(fā)展而大量出現(xiàn)，由于計算機的硬件和軟件功能都在不斷提高，所以現(xiàn)在開發(fā)一些實際的軟件系統(tǒng)的時候，軟件的仿真系統(tǒng)也能夠為其提供安全保障。

1 測試單片機的應用板故障時經(jīng)常要面對的問題

1.1 測試單片機芯片的功能

應用電路板通常具有很多小的器件，單片機應用板也不例外?？傮w來說，單片機應用板上的小器件可大致分為兩部分，即總線與非總線兩種。但是，測試非總線應用板器件所需的系統(tǒng)硬件和測試總線應用板器件的硬件是相同的。I/O的激勵RAM傳送出所需的測試向量到應用板器件負責輸入的一端，然后在I/O的響應RAM中輸入器件采集到的數(shù)據(jù)信息。最后計算機對得到的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)地分析，并和最初預訂的數(shù)據(jù)進行對比處理。如果根據(jù)數(shù)據(jù)判斷單片機應用板的運行狀態(tài)與起初預訂的狀態(tài)并不一致的話，則表明該單片機中被測的芯片是有故障存在的。不過，對于單片機應用板上大規(guī)模的數(shù)字器件來說，在進行功能測試的時候，卻無法完全測試其性能。要知道，無論是大規(guī)模器件還是超大規(guī)模器件，其內部都有十分復雜的結構，而且隨著規(guī)模的增大，結構也就越加復雜。所以，在對此類器件進行測試的時候，可以采用分別測試的方法，也就是只對器件本身各個模塊進行測試，并對多個模塊進行連接的數(shù)據(jù)通道進行檢測。這種測試的方法并不需要多大的測試向量，且有著很高的測試效率。

1.2 測試芯片引腳的連線

單片機應用板出現(xiàn)短、斷路問題的原因就在于引腳連線出現(xiàn)故障，下面來對非總線器件的引腳連線測試問題進行了探討。對單片機非總線器件的引腳連線進行測試時，也可以利用對總線器件進行測試時的方法。不過，有一點需要注意的是，在測試非總線器件的引腳連線時，為了完成其與其他各器件的電器隔離，需要利用反向驅動的方法，甚至是直接斷開該應用板和電源的連接。因為該測試方法更加安全，如今已被廣泛采用。

1.3 將被測器件和別的器件進行隔離

前面已經(jīng)提過，將應用板上的器件進行分開測試是非常有效的測試辦法，那么，為了實現(xiàn)器件的分別測試，就需要將被測的器件和別的器件進行隔離。隔離的一個重要辦法就是反向驅動，這也是目前單片機應用板的故障測試中經(jīng)常用到的方法。不過在采用此方法時還有一些需要我們注意的地方，例如反向驅動的應用時間不能太長，在減小驅動電流時動作一定要快速，以此避免IC器件因驅動電流而被損壞。反向驅動的應用時間通常不超過100ms。通過對該方法的長久研究和實踐，不難發(fā)現(xiàn)該方法是比較安全的，對TTL及 ECL都有比較好的保護?？扇绻荂MOS電路，卻需要慎重進行選擇了，畢竟CMOS電路的工作電壓還是很高的。

2 對單片機的調試

2.1 靜電調試

在對單片機進行加電的時候，首先要確定單片機的各個線路是否正確，并依據(jù)萬用電和單片機硬件的邏輯設計圖等，對單片機元件型號和規(guī)格進行檢查，確保其安裝符合說明上的要求。尤其是對于單片機的電源系統(tǒng)，一定要進行重點的檢查，避免出現(xiàn)電源短路與極性錯誤這樣的問題。在加電之后，要注意檢查單片機每個插件的引腳，對其電位和各點的電平進行徹底檢查，看其是否正常。

2.2 聯(lián)機仿真調試

第一，對擴展RAM存貯器的測試和調試。利用仿真機外部的數(shù)據(jù)存貯器來對操作命令進行讀寫，并將得到的數(shù)據(jù)信息輸入到單片機的外部RAM存貯器中。這個時候，如果光標開始閃動，但單元也能夠被修改，則表明存儲器沒有什么故障，但如果光標發(fā)生閃動，但單元并不可以被修改，就表明存儲器出現(xiàn)了故障，不是寫不進去就是讀不出來。這時就需要進一步進行檢查了。

第二，如果程序能夠通過仿真模式2運行通過，那么就可以在EPROM里得到固化，然后在樣機中的EPROM插座上把已固化的EPROM插入，之后再選擇仿真模式3，CPU會面向用戶系統(tǒng)指出指控制信號和讀寫控制信號，最后再進行調試運行，這樣便可以進行驗證固化的程序是否正確。

第三，仿真機在與上位計算機通過RS-232接口連機時，應該選擇仿真模式2，如果是對目標文件裝載，最好是之前就設置好斷點在選擇DBUG中的調試運行命令RUNANDDEBUG這種模式下，仿真機DBUG內部會被CPU的取指控制信號指向，讀寫控制信號便會向用戶系統(tǒng)發(fā)送命令。在仿真時候，仿真機DBUG的RAM內會存入用戶的程序，在這種模式下可以使用所有的DBUG的所有調試排錯命令，而且在這種模式下一般通過的程序都可以能脫機自行運行。

單片機在目前的人們生活中有著廣泛的應用，除了應用于采集控制過程的數(shù)據(jù)外，在機電一體化和各種網(wǎng)絡技術甚至是家用電器方面也發(fā)揮著一定的作用。

[1]曹健雄，嚴壯志.基于FPGA的單片機仿真器設計[J].中國醫(yī)療器械雜志，2010（06）

[2]高立新.基于Proteus軟件的單片機仿真實驗[J].常州信息職業(yè)技術學院學報，2011（03）