当前位置:首页 > 单片机 > 单片机
[导读]浅谈单片机调试方法

1. 利用I/O

1.1 利用LED进行可视化管理

这种方法需要有多余的I/O。(如果可能,也可以将实现次要功能的I/O暂时借来一用。)

其电路很简单,一个LED通过限流电阻接到VCC电源。I/O设置为输出方式。

我们可以用下面的宏来定义LED的操作。

#define LED_YELLOW_ON() PA6D=0

#define LED_YELLOW_OFF() PA6D=1

#define LED_YELLOW_FLASH() PA6D^=1

举个例子说明它的用法。在低功耗的产品设计中,我们一般采用“睡眠à醒来工作à睡眠à醒来工作”的工作模式,其程序结构如下:

while(1)

{

HLT = 1; //进入睡眠

nop();

clear_WDT(); //清看门狗

//醒来,处理各种事务

}

如果我们在程序醒来时点亮LED,事务处理完毕时熄灭LED,那么我们就能“看见”程序的工作状态,LED将周期性地闪烁。这就是我们称之为可视化管理的原因。(不记得在哪本书上看到“可视化管理”这个概念,我借用一下)

其软件结构是这样:

while(1)

{

HLT = 1; //进入睡眠

nop();

clear_WDT(); //清看门狗

LED_YELLOW_ON(); // debug

//醒来,处理各种事务

LED_YELLOW_OFF(); // debug

}

其实有些仿真器已经提供了这种监视程序睡眠状态的方法。如果没有提供,就可以用以上方法自行实现。

它的使用很灵活。比如可以用来在双时钟系统中监视快时钟的打开和关闭情况(慢时钟一般总是打开,因为要用作实时时钟的时钟源,而且慢时钟耗电很小)。你可以在打开快时钟时点亮LED,关闭快时钟时熄灭LED,这样一来快时钟的打开和关闭就一目了然了。

你也可以在某个中断中将LED的状态取反(使用LED_YELLOW_FLASH()),用来监视此中断的产生是否正常。虽然设置断点也可以知道中断是否产生,但会中断程序的执行,造成不便。

如果你想知道程序有没有执行到某个地方,你也可以将LED_YELLOW_FLASH()放到该位置。

依次类推,你可以用这个方法观察任何你想观察的事件。

当然你必须互斥地观察不同的事件。就是说,对于一个LED,在一次调试中,一般只能观察一个事件,否则你自己也弄不清LED的变化到底是代表发生哪一事件。

另外,你还可以同时使用两个或者更多不同颜色的LED来监视不同的事件,前提你有多余的I/O。

不中断程序的执行,又能看到程序的执行情况,应该说是一种很有效的调试程序的方法。相比开发工具所提供的单步、断点、观察变量等调试手段,这可以算是一种有效的补充。

1.2 利用示波器测试时间

利用上面的方法,再加一个示波器,就可以测量程序执行的时间了。(你可以自己决定接不接LED)。

比如,在初始化程序中,在打开总中断之前,写如下代码:

LED_YELLOW_ON();

nop();

LED_YELLOW_OFF();

使用示波器,在捕获模式下,你应该能捕获到一个脉冲,测试它的宽度,假如为30.5us。以OKI ML610Q431为例,一条nop指令包括1 cycles,1 cycles包括1 system clock。这里system clock等于振荡周期。(注意,不同的单片机对cycles, system clock的定义是不同的,需要参考各自的用户手册)。

那么我们可以这样计算振荡器的频率:1*1*(1/f)=30.5/1000000.

f=32786Hz

当然,如果示波器测量精度不够,可以多放几个nop指令,计算时再求平均。如果嫌示波器的捕获模式太麻烦,还可以采用循环结构,输出一串方波。比如:

while(1)

{

LED_YELLOW_ON();

nop();

LED_YELLOW_OFF();

nop();

clear_WDT(); //清看门狗

}

这种方法的使用也很灵活。你可以用来测试主循环的执行时间,调用某个函数所花的时间,以及某个中断处理的时间(不包括响应中断和退出中断的时间)等等。

当你发现某些时候主循环的执行时间特别长时,可以采用逐步缩小范围的方法来找出到底是哪个函数花费时间长,有没有可能将其优化。

下面是测试主循环执行时间的程序结构。

while(1)

{

HLT = 1; //进入睡眠

nop();

clear_WDT(); //清看门狗

LED_YELLOW_ON(); // debug

Fun1();

Fun2();

Fun3();

Fun4();

LED_YELLOW_OFF(); // debug

}

如果发现上面的执行时间异常(比如太长),你可以调整测试的位置,如下所示:

while(1)

{

HLT = 1; //进入睡眠

nop();

clear_WDT(); //清看门狗

Fun1();

LED_YELLOW_ON(); // debug

Fun2();

Fun3();

Fun4();

LED_YELLOW_OFF(); // debug

}

这样,你就可以确定执行时间过长是不是因为Fun1()引起。如果不是,则继续调整测试位置,逐个排除,直到找到真正费时的函数,对其进行分析,看看有没有可能优化。

当然,我们还可以用两个或更多I/O对多个事件进行逻辑分析,观察他们的先后顺序以及测试其时间间隔。这种方法也很有用,很灵活。在此不详述。

2. 利用LCD进行可视化管理

如果你的产品带LCD显示,又没有多余的IO可供调试,或者你只是想临时的调试某个功能,那么你可以临时使用LCD上的某个图标来指示某个事件。当某个事情发生时,显示该图标,否则清除该图标。

如果想在程序运行中获得更复杂、更丰富的信息,可以对不同的事件显示不同的数值。

3. 小结

不中断程序的执行,又能观察程序的执行情况,应该说是一种很有效的调试程序的方法。相比开发工具所提供的单步、断点、观察变量等调试手段,这可以算是一种有效的补充。

实际上,这些调试方法很像PC应用开发的printf调试手段。它可以在不打断程序运行

的情况下,借助于I/O,LED,示波器,数码管或LCD显示,给出各种各样的提示信息,帮助我们调试程序。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

今天,小编将在这篇文章中为大家带来一种适老化跌倒检测预警系统硬件设计的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对该类系统设计具备清晰的认识,主要内容如下。

关键字: STM32 单片机 微控制器

新产品加入了同类产品中唯一的蓝牙低功耗产品系列模块、片上系统(SoC)产品和即插即用选项

关键字: 蓝牙 片上系统 单片机

数字可编程变频电源是一种能够根据用户需求调整输出电压和频率的电源设备。它在工业生产和实验室研究等领域中被广泛使用。

关键字: 单片机 可编程电源 系统设计

可编程电源的基本原理是通过控制电源输出的电压和电流来满足用户的需求。一般情况下,可编程电源由电源模块、电压测量模块、电流测量模块和控制模块组成。

关键字: 单片机 可编程 电源

本设计的控制系统主要包括:倾斜模块、超声波模块、语音模块、光敏电阻模块及电源等。

关键字: 单片机 STC51

本文针对电动两轮车自燃防控装置的开发与分析进行了研究。通过电动两轮车自燃原因分析,提出了电动两轮车的自燃防控智能装置设计思路,介绍了电动两轮车的自燃防控智能

关键字: STC89C52RC 单片机 微控制器

现在市面上还不存在一种方便实验人员选取芯片,以及方便管理人员对芯片进行智能化管理的芯片柜,为此希望通过研发这款智能芯片柜,来解决以上问题。​

关键字: 单片机 芯片

这款全新的中端MCU系列为设计人员提供了更高水平的安全性和灵活性

关键字: 嵌入式 单片机

单片机是一种嵌入式系统,它是一块集成电路芯片,内部包含了处理器、存储器和输入输出接口等功能。

关键字: 单片机 编写程序 嵌入式
关闭
关闭