单片机系统硬件调试方法

单片机的系统硬件调试，通常有静态调试和动态调试两种不同，前者是通过目测、万能表测试、加电检查、联机检查的方法，在加电于样机之前.对样机的型号规格，以及安装要求等进行核对，同时检查电源系统.防止极性错误情况和电源短路情况的出现，同时对系统总线的重点检查后者则是在开发系统的基础上.利用开发系统的人机界面.访问和控制用户系统各个部分的电路.以找出系统运行过程中存在的问题.对故障进行一一排除。因此，单片机的系统硬件调试，需要从硬件的静态调试和动态调试两个角度人手：

单片机系统硬件的静态调试

1、逻辑故障的排除在制板设计和加工的过程中.由于工艺性的错误.单片机容易出现错线、开路和短路的问题。排除这种故障的方法是根据原理图，对照加工印制板.确保原理图和印制板的一致.同时检查电源系统，重点注意是否存在电源短路和极性错误的问题.具体的做法是检查地址、数据和控制总线.该过程可以利用数字万能表进行功能测试。另外，还需要检查元件是否失效.根据设计要求，检查其型号、规格和安装等，确保元件没有烧坏.以及安全无误.该过程可以采用替换法进行排除。

2、电源故障的排除

在通电之前.检查电源电压的辐值和极性，以免损坏集成块，在加电之后.对各个插件上引脚的电位进行检查.检查VCC和GND的电位.一般情况下电位为5-4.8V。如果属于高压通电，则要调试联机仿真器.经检查仿真器失效，则说明系统的集成块已经烧坏。

单片机系统硬件的动态调试

(1)利用示波器和万能表等基本工具，检查信号线的连结状态和时序.以便外围电路出现读写错误。单片机的信号线有多种类型，譬如读信号线、写信号线、时钟信号线、复位信号线等，这些信号线大多数发出脉冲信号.这种信号一般利用示波器观测.但观测效果并不佳，笔者认为要利用软件编程的方法.检测出译码片选信号.具体的做法将地址送人DPTRHE和将译码地址外RAM中的内容送入ACC，同时进行适当延时和循环.再利用示波器观测引出脚.非错误状态时存在周期性的负脉冲波形.否则表示译码信号存在错误。这种方法适用于电平类信号的测试.复位信号用示波器即可。

(2)在断电情况下，将所有的元器件插上，并连接在线仿真器和系统.然后打开电源和启动在线仿真器.进行在线仿真调试。在调试过程中.经常出现三种故障.第一种是通电之后，电源的指示灯不亮，以及电位系数为零.此时可以用万能表检测电源的插座。如果发现存在虚焊问题.对其进行重新焊接之后，再接人电源，发现指示灯正常亮起，说明电位已经开始趋于正常：第二种是3O脚用示波器进行检测.输出的时钟频率非常弱.此时则要检查3O脚是否接高电平.如果没有.则要进行重新焊接.直到稳定输出时钟脉冲;第三种是键盘按下之后，蜂鸣器不会发声，可以通过更换蜂鸣器.检查是否损坏。

(3)在启动定时功能之后.定时功能通过数码管提示。如果数码管上小数点管脚被烧坏.则可通过更换LED显示器.如果小数点显示仍然不正常，则要进行软件调试。语音模块的调试.要用逻辑电路调试，检查时钟芯片是否正常工作.如果掉电后不能够保存时钟的数据.则表示运行不正常.要求更换时钟芯片的电池。

(4)辅助交流电源漏电流检测保护装置应用的要求是.借助电流传感器.将电压传输并在液晶上显示.其中分为输入电流和输出电流两路漏电装置设计的方案是将微电流互感器配置在辅助电流上.以便检测时候显示具体的漏电流.同时设置漏电流的保护值.确定具体的保护信号。漏电保护装置的总体结构是由电流采样电流、电源模块、串行通信构成单片机.并提供数字输出功能、数字输入功能、键盘输入功能、液晶显示功能。漏电保护装置设置在机车上，可以显示漏电流量，并比较漏电流质和存储保护值，作为外部继电报警的依据。除此之外.我们还需要根据机车系统的扩展升级需求.选择合适型号单片机.其中高速、低功耗、抗干扰是单片机最基本的功能，其外围电路模块有利于抗干扰和保证电路输出输入的安全.而交流采样电路转变正旋交流电压.将信号输入单片机。

结束语

综上所述.单片机的系统硬件调试.包括静态调试和动态调试两种.需要检查元件是否失效.根据设计要求，检查其型号、规格和安装等.确保元件没有烧坏.同时利用软件编程的方法，检测出译码片选信号，具体的做法将地址送入DPTRHE和将译码地址外RAM中的内容送入ACC，同时进行适当延时和循环，再利用示波器观测引出脚.以及开发系统的基础上.利用开发系统的人机界面，访问和控制用户系统各个部分的电路，以找出系统运行过程中存在的问题.对故障进行一一排除。

福安举行全省中职院校单片机安装与调试技能大赛

4月23日至24日，2021福建省职业院校技能大赛（中职组）单片机控制装置安装与调试赛项在福安职业技术学校举行。来自全省8个设区市的十支代表队选手参加比拼。

这次竞赛项目是根据任务书要求，设计并制作单片机控制模拟系统，实现自动化、智能化工作。

经过四个小时的程序编写、模块与元器件安装、自动控制功能及故障调试等步骤操作，大部分选手都完成了竞赛任务书规定的设计流程。经过专家评委现场逐项严格评分，福安职业技术学校的黄小春、永春职业中专学校的郑建斌和龙岩技师学院的童盛兴夺得比赛前三名。

福安职业技术学校学生黄小春：这次没想到可以拿第一名，在比赛中我也发出自己严重的不足，如程序编写速度太慢，扎线不够美观，希望下一次能够更加完善。

永春职业中专学校郑建斌：我们准备了很多，这次比赛感觉还是可以，但是还是有进步的空间，比赛对自己的技能和逻辑思维也是有提高。

据了解，单片机是机械自动控制和人工智能领域的基础性工程，被广泛应用于工业生产、医疗保健、民用和军工等领域。近年来，福安职业技术学校作为国家中等职业教育改革发展示范校，不断探索教研教改新模式，以市场为导向，强化校企合作，紧跟产业发展步伐，动态调整专业结构，其机电技术应用、电子商务等专业均走在宁德乃至全省前列，为经济社会发展输送大量职业技能型人才。

福安职业技术学校校长赵斌：“以赛促学，以赛促教”是我们学校深化职业教育改革的一项重要举措，这次单片机控制安装与调试比赛汇集了全省各地8市的选手到我校同台竞技，应该说他们也代表了目前中职学校该项教育成果的最高水平，大家一起切磋，比拼技艺，这对贯彻落实习近平总书记对职业教育工作的重要指示，营造浓厚的以赛促学氛围，提升我校的教研教改水平等方面都是一次非常好的机会。