51单片机的调试


对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法,调试起来将会事半功倍。对于刚拿回来的新PCB板,我们首先要大概观察一下,板上是否存在问题,例如是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象。如果有必要的话,可以检查一下电源跟地线之间的电阻是否足够大。


然后就是安装元件了。相互独立的模块,如果您没有把握保证它们工作正常时,最好不要全部都装上,而是一部分一部分的装上(对于比较小的电路,可以一次全部装上),这样容易确定故障范围,免得到时遇到问题时,无从下手。一般来说,可以把电源部分先装好,然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时您没有太大的把握(即使有很大的把握,也建议您加上一个保险丝,以防万一),可考虑使用带限流功能的可调稳压电源。


先预设好过流保护电流,然后将稳压电电源的电压值慢慢往上调,并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过程中,没有出现过流保护等问题,且输出电压也达到了正常,则说明电源部分OK。反之,则要断开电源,寻找故障点,并重复上述步骤,直到电源正常为止。


接下来逐渐安装其它模块,每安装好一个模块,就上电测试一下,上电时也是按照上面的步骤,以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。



寻找故障的办法一般有下面几种:


①测量电压法。首先要确认的是各芯片电源引脚的电压是否正常,其次检查各种参考电压是否正常,另外还有各点的工作电压是否正常等。例如,一般的硅三极管导通时,BE结电压在0.7V左右,而CE结电压则在0.3V左右或者更小。如果一个三极管的BE结电压大于0.7V(特殊三极管除外,例如达林顿管等),可能就是BE结就开路。


问:C8051F系列单片机的中断有几级?答:C8051F系列单片机的中断只有两级:低优先级与高优先级,上电后所有的中断默认的是低优先级;互相之间不能打断中断。

②信号注入法。将信号源加至输入端,然后依次往后测量各点的波形,看是否正常,以找到故障点。有时我们也会用更简单的办法,例如用手握一个镊子,去碰触各级的输入端,看输出端是否有反应,这在音频、视频等放大电路中常使用(但要注意,热底板的电路或者电压高的电路,不能使用此法,否则可能会导致触电)。如果碰前一级没有反应,而碰后一级有反应,则说明问题出在前一级,应重点检查。


③当然,还有很多其它的寻找故障点的方法,例如看、听、闻、摸等。“看”就是看元件有无明显的机械损坏,例如破裂、烧黑、变形等;“听”就是听工作声音是否正常,例如一些不该响的东西在响,该响的地方不响或者声音不正常等;“闻”就是检查是否有异味,例如烧焦的味道、电容电解液的味道等,对于一个有经验的电子维修人员来说,对这些气味是很敏感的;“摸”就是用手去试探器件的温度是否正常,例如太热,或者太凉。


一些功率器件,工作起来时会发热,如果摸上去是凉的,则基本上可以判断它没有工作起来。但如果不该热的地方热了或者该热的地方太热了,那也是不行的。一般的功率三极管、稳压芯片等,工作在70度以下是完全没问题的。70度大概是怎样的一个概念呢?如果你将手压上去,可以坚持三秒钟以上,就说明温度大概在70度以下(注意要先试探性的去摸,千万别把手烫伤了)。


好了,关于调试的问题,我们今天就暂时讲这么多,如果想要了解更多的调试方法和经验,可以去找一些家用电器维修的书来看看,一个好的设计人员,首先应该是一个好的维修人员。


首先应该确认电源电压是否正常。用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压,看是否是电源电压,例如常用的5V。接下来就是检查复位引脚电压是否正常。分别测量按下复位按钮和放开复位按钮的电压值,看是否正确。然后再检查晶振是否起振了,一般用示波器来看晶振引脚的波形,注意应该使用示波器探头的“X10”档。


另一个办法是测量复位状态下的IO口电平,按住复位键不放,然后测量IO口(没接外部上拉的P0口除外)的电压,看是否是高电平,如果不是高电平,则多半是因为晶振没有起振。另外还要注意的地方是,如果使用片内ROM的话(大部分情况下如此,现在已经很少有用外部扩ROM的了),一定要将EA引脚拉高,否则会出现程序乱跑的情况。有时用仿真器可以,而烧入片子不行,往往是因为EA引脚没拉高的缘故(当然,晶振没起振也是原因只一)。


经过上面几点的检查,一般即可排除故障了。如果系统不稳定的话,有时是因为电源滤波不好导致的。在单片机的电源引脚跟地引脚之间接上一个0.1uF的电容会有所改善。如果电源没有滤波电容的话,则需要再接一个更大滤波电容,例如220uF的。遇到系统不稳定时,就可以并上电容试试(越靠近芯片越好)。

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单片机和上位机之间通过串口RS232进行通信,用于停车场值班人员监控收费系统的运行情况,必要时通过上位机,直接控制电动门闸的开关和锁定电动门闸。

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钟, 广林

我还没有学会写个人说明!

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