PIC單片機(jī)在線調(diào)試中的一些問題

1 在線串行編程

　　1.1在線串行編程接口

　　帶有Flash閃速存儲器的PIC單片機(jī)產(chǎn)品一般都具有在線串行編程功能，只需要5根引線就可以把程序下載到單片機(jī)的Flash程序存儲器中。這5根線的排列順序是MCLR/Vpp、Vdd、Vss、PD（或PGD）和PC（或PGC），圖1是PIC單片機(jī)在線串行編程接口圖。

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　圖1PIC單片機(jī)在線串行編程接口

　　1.2引腳含義

　　上述5根引線的具體含義是：MCLR/Vpp——編程電壓(對于PIC單片機(jī)一般為13 V左右)；Vdd——編程電源(5 V)；Vss——地；PD——編程數(shù)據(jù)信號；PC——編程時(shí)鐘信號。

　　有了這個(gè)編程連接電路，只需要合適的編程硬件電路和編程軟件，就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在線串行編程和調(diào)試。

2 在線調(diào)試器

　　2.1在線調(diào)試器與目標(biāo)板的連接

　　微芯公司推出的第一代在線調(diào)試器命名為MPLAB ICD，其支持PIC16F87X系列單片機(jī)的在線調(diào)試與燒寫，并且性能可靠，使用簡捷、方便。在MPLAB ICD基礎(chǔ)上，微芯公司推出第二代在線調(diào)試器命名為MPLAB ICD2(以下簡稱ICD2)，其支持全系列的PIC Flash閃速存儲器單片機(jī)的在線調(diào)試和燒寫，甚至還支持微芯公司16位單片機(jī)dsPIC的在線調(diào)試和燒寫。ICD2在線調(diào)試器與目標(biāo)板的連接如圖2所示。

　　圖2中只畫出ICD2的MCLR/Vpp、PGD和PGC三組重要信號與目標(biāo)板的連接，ICD2的Vdd和Vss按照正常方式與目標(biāo)板連接。如果目標(biāo)板上有AVdd(模擬電源)和AVss(模擬地)，在目標(biāo)板上也必須把AVdd和AVss與其對應(yīng)的電源和地相連，不能有任何電源和地引腳懸空，以保證ICD2在調(diào)試時(shí)能正常工作。

　　2.2PGC和PGD信號易出現(xiàn)的問題

　?、?從圖2中可以看出，ICD2的PGC和PGD引腳內(nèi)部已經(jīng)接有4.7 kΩ的下拉電阻，因此用戶設(shè)計(jì)電路板時(shí)，電路板上的這2個(gè)引腳就不能再接下拉電阻，以免引起不正確的電平。

　　② PGC和PGD是信號引腳，對于這2個(gè)引腳，ICD2和目標(biāo)板之間的連接不能有任何電容或其他容性器件接入，否則會影響串行數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號傳輸。PGC和PGD信號是雙向傳輸信號，ICD2和目標(biāo)板之間的連接不能有任何二極管等元件阻斷信號傳輸。

　　2.3復(fù)位

　　MCLR/Vpp是ICD2編程電壓引腳，編程時(shí)電壓應(yīng)該在13 V左右，這個(gè)引腳的另一個(gè)功能是復(fù)位。我們知道，任何單片機(jī)在上電或在其他一些特殊情況下都能引起復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位與電源和晶體振蕩是單片機(jī)進(jìn)入正常工作的三大必要條件。因此，應(yīng)該注意以下問題。
　　
　　① 不能接入大電容，否則Vdd（電源電壓）不能快速建立，影響復(fù)位。

　?、?目標(biāo)板的Vdd（電源電壓）與MCLR/Vpp間應(yīng)串接一只10 kΩ以下的復(fù)位電阻，這樣在復(fù)位時(shí)目標(biāo)板的MCLR/Vpp引腳能夠被正常拉低，而在編程時(shí)也可以保持13 V左右的燒寫電壓。
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖2在線調(diào)試器與目標(biāo)板的連接

　?、?復(fù)位電阻不能太大，必須要小于10 kΩ。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，對于PIC16F87X系列單片機(jī)，復(fù)位電阻是10 kΩ或10 kΩ以下時(shí)可以正常復(fù)位；對于PIC18FXX2系列單片機(jī)，復(fù)位電阻是10 kΩ時(shí)不能正常復(fù)位，更換為4.7 kΩ左右的電阻就可以實(shí)現(xiàn)正常復(fù)位了。

　　2.4應(yīng)用實(shí)踐

　　由于ICD2的實(shí)用性和價(jià)格低廉，越來越多的用戶使用ICD2在線調(diào)試器。在ICD2與目標(biāo)板連接過程中，非常容易出現(xiàn)這樣或那樣的問題。對于初學(xué)者和自己制作目標(biāo)板的用戶，尤其要注意把ICD2與目標(biāo)板進(jìn)行可靠連接，所謂可靠連接就是要接觸良好。用戶在制作目標(biāo)板時(shí)要遵循本文2.2和2.3小節(jié)的敘述，制作出的目標(biāo)板一般都能與ICD2實(shí)現(xiàn)正常連接。

　　當(dāng)用戶制作的目標(biāo)板與ICD2連接時(shí)，若出現(xiàn)不能連接的情況，對于初學(xué)者，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，往往判斷不了哪里出了問題，甚至懷疑ICD2有問題。此時(shí)，應(yīng)先判斷目標(biāo)板是否有問題，若目標(biāo)板沒有問題，只能懷疑是ICD2本身或ICD2與計(jì)算機(jī)連接的問題。

結(jié)語

　　本文重點(diǎn)敘述在線調(diào)試器與目標(biāo)板的連接、復(fù)位以及出現(xiàn)問題的解決辦法，有非常強(qiáng)的實(shí)用和參考價(jià)值，希望引起使用在線調(diào)試器讀者的重視，節(jié)省調(diào)試時(shí)間。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　參考文獻(xiàn)

1 武鋒，陳新建. PIC單片機(jī)C語言開發(fā)入門. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005
2 張明峰. PIC單片機(jī)入門與實(shí)戰(zhàn). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004

陳新建：工程師，主要研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)、水利量測自動化及閘和壩安全監(jiān)測自動化。
武鋒：高級工程師，主要研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)、水利量測自動化及閘門和泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控。