3 Отладка и настройка микроконтроллерных систем

Отладка аппаратных средств. На этапе автономной отладки аппаратных средств основными орудиями разработчика являются традиционные измерительные приборы - генераторы, осциллографы, мультиметры, пробники, а также специализированные приборы - логические анализаторы, осциллографы смешанных сигналов, генераторы тестовых последовательностей и сигналов заданной формы, которые обладают широкими возможностями контроля состояния различных узлов системы в заданные моменты времени.

Отладка программного обеспечения.

Схемный эмулятор ICE (In-Circuit Emulator) представляет собой программно-аппаратный комплекс, который в процессе отладки замещает в реализуемой системе микропроцессор или микроконтроллер. В результате такой замены функционирование отлаживаемой системы становится наблюдаемым и контролируемым. Разработчик получает возможность визуально контролировать работу системы на экране персонального компьютера и управлять ее работой путем установки определенных управляющих сигналов, модификации содержимого регистров и памяти. Благодаря наличию таких возможностей схемный эмулятор является наиболее универсальным и эффективным отладочным средством, используемым на этапе комплексной отладки системы.

Схемный эмулятор позволяет вводить в систему тестовую или рабочую программу и контролировать ее выполнение, обеспечивая остановы в контрольных точках. Условиями останова могут быть различные комбинации значений адреса, данных и управляющих сигналов, поступающих на выводы эмулирующего микропроцессора или микроконтроллера. Эти комбинации задаются пользователем с клавиатуры управляющего компьютера. После останова пользователь может получить на экране полную информацию о текущем состоянии любых регистров и ячеек памяти системы. С помощью памяти трассы можно просмотреть состояния системной шины для определенного количества предыдущих циклов выполнения программы. Дизассемблер дает возможность анализировать выполнение программы в соответствии с ее исходным текстом на языке Ассемблера.

Схемные эмуляторы, реализующие большую часть вышеперечисленных функций, называют отладочными комплексами или системами развития (development system).

Схемные симуляторы (In-Circuit Simulator). Для проектирования и отладки систем на базе ряда микроконтроллеров семейства 68НС705, 68НС908 компания Motorola предлагает серии недорогих схемных симуляторов M68ICS05, M68ICS08.

В комплект поставляемых схемных симуляторов входят аппаратные средства - плата симулятора/программатора с необходимой комплектацией, комплект программного обеспечения и технической документации. Программное обеспечение представляет собой многооконную интегрированную среду разработки, функционирующую в среде Windows. Интегрированная среда включает редактор текста, кросс-транслятор с языка Ассемблера и отладчик, управляющий платой внутрисхемного симулятора.

Плата схемного симулятора подключается к персональному компьютеру через последовательный интерфейс типа RS-232 (скорость обмена 19,2 или 115,2 Кбит/с). Плата содержит микроконтроллер, который включается в отлаживаемую систему вместо ее микроконтроллера, симулируя его работу. Соединение с системой производится через кабель с вилкой, соответствующей типу корпуса микроконтроллера, на который рассчитан данный схемный симулятор.

Схемные симуляторы M68ICS05 обеспечивают выполнение всех этапов разработки и отладки прикладных задач на основе микроконтроллеров 68НС705:

• ввод программы на языке Ассемблера и ее трансляцию в двоичный код;

• выполнение программы по шагам;

• выполнение программы в режиме псевдопрогона (на пониженной частоте);

• останов выполнения программы в контрольных точках;

• останов выполнения программы по состоянию регистров микроконтрол-лера;

• отображение на экране дисплея и модификация всех программно-доступных ресурсов микроконтроллера (в момент останова);

• подключение в исследуемую систему вместо целевого микроконтрол-лера;

• программирование внутренней памяти микроконтроллера.

Вывод:

Приведен краткий анализ состава команд микроконтроллера МК – 51, рассмотрены вопросы расширения адресного пространства. Показаны аппаратные и программные средства отладки микропроцессорных систем.

Контрольные вопросы:

1 Каков размер обрабатываемых данных в микроконтроллере МК - 51?

2 Перечислите типы команд микроконтроллере МК – 51.

3 Каков размер памяти данных и команд?

4 Для чего применяют схемные эмуляторы?

5 Каковы функциональные возможности симуляторов?