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單片機應用教學課件 作者 教學演示第2章.ppt

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單片機應用 第二章 單片機開發系統 學習和掌握單片機應用技術,首先就要了解單片機應用系統的基本組成,單片機技術的發展,理解和掌握單片機的結構組成等硬件系統和軟件系統,進而掌握對單片機應用系統進行設計與開發的過程和方法,最后達到開發設計單片機應用系統的目的。課程描述:第二章 單片機開發系統▲   了解單片機開發系統的基本組成及功能▲ 掌握單片機開發系統的使用方法▲ 會使用單片機開發系統▲ 熟練操作單片機開發系統進行調試         知識點及技能點 實訓任務二 使用單片機開發系統 2.1 單片機開發系統簡介 2.2 單片機開發系統的功能 2.3 單片機應用系統的調試 2.4 單片機開發系統舉例 重點和難點 討論 本章小結 作業及練習主要內容 1.實訓目的 (1) 了解單片機開發系統的基本組成及功能。 (2) 通過實例了解單片機開發系統的使用方法。 2.實訓器材 實訓設備:電腦、編程器、單片機開發系統。 實訓電路:實訓任務二電路原理圖。實訓任務二 使用單片機開發系統實訓任務二 電路圖實訓任務二 使用單片機開發系統 3. 實訓步驟與要求 1) 系統連接圖2.1 單片機開發系統連接圖實訓任務二 使用單片機開發系統 2) 編寫匯編語言源程序 利用DOS提供的EDIT或其它文本編輯軟件,輸入下面程序LED1.ASM 。程序文件LED 1.ASM : 程序 ;說明 ORG 0000H ;程序從地址0000H開始存放START:MOV P1,#00H ;把00H送P1口點亮所有發光二極管 ACALL DELAY ;延時 MOV P1,#0FFH ;滅掉所有發光二極管 ACALL DELAY ;延時 SJMP START ;重復閃動DELAY: MOV R3,#0FFH ;延時子程序開始DEL2: MOV R4,#0FFHDELl: NOP DJNZ R4,DELl DJNZ R3,DEL2 RET ;子程序返回 END ;匯編程序結束實訓任務二 使用單片機開發系統【實驗一】: ORG 0000H ;(1) AJMP START ;(2)見圖2-2程序開始運行 ORG 30H ;(3)START: MOV P1,#00H ;(4)見圖2-3程序執行后燈亮 MOV P1,#0FFH ;(5)見圖2-4程序執行后燈滅LOOP: AJMP LOOP ;(6)見圖2-5程序原地運行 END ;(7) 將程序燒入單片機并執行,或在仿真調試中用全速運行。 實訓任務二 使用單片機開發系統圖2.2程序開始運行實訓任務二 使用單片機開發系統圖2.3程序執行后燈亮實訓任務二 使用單片機開發系統圖2.4程序執行后燈滅實訓任務二 使用單片機開發系統圖2.5程序原地運行實訓任務二 使用單片機開發系統實訓任務二 使用單片機開發系統【實驗二】: 程序 注釋 ORG 0000H ;(1)程序從地址0000H開始存放 AJMP START ;(2) ORG 30H ;(3)START:MOV P1,#00H ;(4)把00H送P1口,點亮所有發光二極管 LCALL DELAY ;(5)延時 MOV P1,#0FFH ;(6)滅掉所有發光二極管 LCALL DELAY ;(7)延時 AJMP START ;(8)重復閃動DELAY:MOV R7,#250 ;(9)延時子程序開始D1: MOV R6,#250 ;(10)D2: DJNZ R6,D2 ;(11)    DJNZ R7,D1 ;(12)   RET      ;(13)子程序返回   END      ;(14)匯編程序結束 3) 啟動單片機開發系統調試軟件 使用不同的單片機開發系統,調試軟件也有所不同。例如MedWin集成開發軟件,不同的調試軟件,其功能大致相同。在調試軟件中,完成以下操作: (1) 打開(Open): (2) 編譯/匯編: (3) 產生代碼并裝入:實訓任務二 使用單片機開發系統 4) 運行及調試程序 (1) 全速運行程序,觀察實驗板上8個發光二極管的亮滅狀態。 (2) 單步運行程序,觀察每一句指令運行后8個發光二極管的亮滅狀態。 4.實訓分析與總結 (1) 利用單片機開發系統運行、調試程序的步驟一般包括:輸入源程序、匯編源程序、裝載匯編后的十六進制程序及運行程序。 (2) 為了方便程序調試,單片機開發系統一般提供以下幾種程序運行方式:全速運行、單步運行、跟蹤運行、斷點運行等。 。省略部分。序固化到EPROM中去,EPROM編程器就是完成這種任務的專用設備,它也是單片機開發系統的重要組成部分。2.2 單片機開發系統的功能 2.3 單片機應用系統的調試 完成了用戶系統樣機的組裝和軟件設計以后,便進入系統的調試階段。用戶系統的調試步驟和方法基本上是相同的,但具體細節與所采用的開發機以及用戶系統選用的單片機型號有關。 2.3.1 硬件調試方法 1. 常見的硬件故障 1) 邏輯錯誤2) 器件失效3) 可靠性差 4) 電源故障 若樣機中存在電源故障,則加電后將造成器件損壞。   2. 硬件調試方法 1) 脫機調試 2) 聯機調試 2.3 單片機應用系統的調試 2.3.2 軟件調試方法 軟件調試方法與所選用的軟件結構和程序設計技術有關。如果采用模塊程序設計技術,則逐個模塊調好以后,再進行系統程序總調試;如果采用實時多任務操作系統,一般是逐個任務進行調試。下面進一步予以說明。 對于模塊結構程序,要一個個子程序分別調試。調試子程序時,一定要符合現場環境,即入口條件和出口條件。調試的手段可采用單步運行方式和斷點運行方式,通過檢查用戶系統CPU的現場、RAM的內容和I/O口的狀態,檢測程序執行結果是否符合設計要求。 2.3 單片機應用系統的調試 通過檢測,可以發現程序中的死循環錯誤、機器碼錯誤及轉移地址的錯誤,同時也可以發現用戶系統中的硬件故障、軟件算法及硬件設計錯誤。在調試過程中不斷調整用戶系統的軟件和硬件,逐步通過一個個程序模塊。 各程序模塊通過后,可以把各功能塊聯合起來一起進行整體程序綜合調試。在這一階段,若發生故障,可以考慮各子程序在運行時是否破壞現場,緩沖單元是否發生沖突,零位的建立和清除在設計上是否失誤,堆棧區域是否溢出,輸入設備的狀態是否正常,等等。若用戶系統是在開發系統的監控程序下運行時,還要考慮用戶緩沖單元是否和監控程序的工作單元發生沖突。2.3 單片機應用系統的調試 單步和斷點調試后,還應進行連續調試,這是因為單步運行只能驗證程序正確與否,而不能確定定時精度、CPU的實時響應等問題。待全部完成后,應反復運行多次,除了觀察穩定性之外,還要觀察用戶系統的操作是否符合原始設計要求,安排的用戶操作是否合理等,必要時還要作適當修正。 實時多任務操作系統的調試方法與上述方法有很多相似之處,只是實時多任務操作系統的應用程序是由若干個任務程序組成的,一般是逐個任務進行調試。在調試某一個任務時,同時也調試相關的子程序、中斷服務程序和一些操作系統的程序。各個任務調試好以后,再使各個任務同時運行,如果操作系統中沒有錯誤,一般情況下系統就能正常運轉。2.3 單片機應用系統的調試 2.4 單片機開發系統舉例 我們以MedWin集成開發軟件的使用為例,介紹利用單片機開發系統進行軟件和硬件的仿真調試過程。1. 集成開發軟件的使用 1)開發系統和目標板連接好,并接上電源。 2)啟動MedWin中文版。 2.4 單片機開發系統舉例 2)啟動MedWin中文版 2.4 單片機開發系統舉例 3)設置匯編(或編譯)環境。 2.4 單片機開發系統舉例 2.4 單片機開發系統舉例 4)新建NEW(或打開Open)文件。 2.4 單片機開發系統舉例 5)對源程序進行匯編(或編譯)。 6)排除錯誤。 7)產生代碼并裝入仿真器。 2.4 單片機開發系統舉例 8)調試程序。 9)輸出代碼文件。 2.4 單片機開發系統舉例 2. 常用的調試方法 1)單步運行調試(F8) 2)跟蹤運行調試(F7) 3)全速運行至光標處調試(F4) 2.4 單片機開發系統舉例 4)全速連續運行調試(F9) 2.4 單片機開發系統舉例 5)設置斷點調試(F2) 2.4 單片機開發系統舉例 6)自動單步運行調試3.仿真調試應注意的問題 1)運用仿真系統調試簡單程序結構、分支程序結構、循環程序結構、子程序結構和中斷結構的關鍵在于如何將對程序的分析理解和開發系統提供的基本功能有機地結合起來,其前提條件是必須對源程序的作用、結構特點、運行過程與結果有較全面的認識,并能根據程序運行過程中出現的現象和結果,分析并判斷產生各種故障現象的原因,再運用排除法逐一檢驗各種判斷是否準確。 2)在掌握程序結構特點的基礎上,合理選擇觀測點,通過觀察在觀測點處參數及路徑的變化檢驗程序運行的結果。 2.4 單片機開發系統舉例 3)為提高調試程序的效率,應對單片機開發系統所提供的幾種程序運行調試方式有足夠的了解并能熟練地運用。例如在調試過程中,若要觀察最終結果時,可選擇全速運行調試;若要觀察相關指令的運行結果或運行路徑的變化過程時,可選擇單步運行;若要檢查子程序的運行過程時,可選擇跟蹤運行調試;若要檢查循環程序或中斷服務程序時,可選擇斷點運行調試;若要定點檢查程序運行到某處的結果時,可選擇快速運行到光標處調試。但實際中究竟選用哪種方法更適宜或哪幾種方法結合使用更快捷將隨著分析能力與操作的熟練程度逐步提高。 2.4 單片機開發系統舉例 4)檢驗程序運行結果是否正確時,應運用單片機開發系統所提供的交互界面。將程序運行過程中,程序計數器PC(地址)的變化、各單元(內部RAM和外部RAM)內容的變化、特殊功能寄存器內容的變化、堆棧指針SP內容的變化與程序的理論分析結果相對照。 5)編制程序和調試程序時,需要多次反復的過程,并非一次就能排除全部故障,特別是單片機應用系統的硬件電路和匯編程序相結合的綜合調試就更加復雜。因此,必須通過反復調試,不斷修改硬件和軟件,直到最終符合設計要求為止。如果在調試中能夠根據實驗現象預先對產生故障的原因加以判斷和分析,并制訂出相應的調試方法和步驟,可縮小排除故障的范圍,提高調試效率。 2.4 單片機開發系統舉例 重點和難點 ◆單片機應用系統的軟件調試方法 ◆單片機應用系統的硬件調試方法 ◇常用的單片機開發系統有哪些類型?應如何選用? ◇一般來說開發系統應具備哪些基本功能?討論本章小結 本章從實訓任務入手,介紹了單片機開發系統的概念、功能及使用方法。目前市場上流行的單片機開發系統很多,尤其是近年來各大單片機廠商推出了Windows界面下的單片機開發系統。 本章以MedWin集成開發軟件的使用為例,簡介了利用單片機開發系統進行軟件和硬件仿真調試的全過程。提出了單片機仿真調試應注意的問題,隨著對單片機應用知識的學習,必須進一步熟練掌握單片機開發系統的使用方法。作業及練習判斷題1.單片機開發系統有通用和專用兩種類型。答案:正確2.通用的單片機開發系統配備多種在線仿真器和相應的開發軟件,使用時,只要更換系統中的仿真器板,就能開發相應的單片機或微處理器。答案:正確3.性能優良的單片機開發系統不會縮短單片機應用系統的研制周期。答案:錯誤
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