[发明专利]一种使用单片机状态测试笔的测试方法

摘要

本发明一种使用单片机状态测试笔的测试方法属于嵌入式开发技术领域，涉及一种使用单片机状态测试笔监控单片机工作状态的测试方法。该方法采用装有单片机测试笔程序的特制单片机测试笔进行测试，并把嵌入式测试程序插入到被测单片机原始程序中。利用特制的单片机测试笔对被测单片机的指定的引脚输出的信号进行检测分析，得到单片机的寄存器工作状态，保证了对被系统的原程序的影响最小。该方法解决了在监控不同厂家的不同品牌单片机的工作状态时需要该品牌供应商专用的仿真器的问题，为嵌入式产品开发提供了方便。该方法对多种单片机的工作状态进行监测，具有硬件需求小，测试实时性较好。测试分析灵活，成本低，便于携带，具有实用价值。

主权项

1.一种使用单片机状态测试笔的测试方法，其特征是，该方法采用装有单片机测试笔程序的特制单片机测试笔进行测试，并把嵌入式测试程序插入到被测单片机原始程序中，利用特制的单片机测试笔对被测单片机的指定的引脚输出的信号进行检测分析，得到单片机的寄存器工作状态；方法的具体步骤如下：第一步：特制单片机测试笔电路设计与制作特制单片机测试笔外观呈测电笔状，芯片测试夹(4)安装在笔尖位置；单片机测试笔由盒体(1)，电路板(2)，OLED显示屏(3)，芯片测试夹(4)，双色鳄鱼夹电源线(5)，供电接口(6)构成；所有元件均安装在一块PCB电路板(2)上，电路板(2)固定在盒体(1)中；OLED显示屏(3)安装在盒体(1)上，单片机通过电路板(2)上的单片机插座进行插接安装；在电路板(2)上进行单片机测试笔电路设计，单片机测试笔电路由测试保护电路，单片机下载电路，单片机最小系统和显示电路四部分组成；被测试信号从接线端A进入测试笔，经过由第四贴片电阻R4、第一、第二肖特基二极管D1、D2构成的测试保护电路进入单片机IC1；第一、第二肖特基二极管D1、D2为两个相互反接的肖特基二极管，保证了测试信号输入到单片机GP2引脚的电压不大于3.3V，防止烧坏单片机；第一、第二、第三贴片电阻R1、R2、R3，二极管D3与稳压芯片U1构成了单片机下载电路，用在程序编写和调试部分对单片机进行调试；单片机调试接口P1为5针串口，在调试单片机时连接台式电脑RS232串口；二极管D3为防逆流二极管，防止电流逆流；由于电脑的RS232只能输出±15V电压，使用了稳压芯片U1产生3V用于提供烧录时单片机电压；屏幕接口P2连接OLED显示屏形成显示电路；P2PIC12F629单片机由于其本身并不需要外界晶振，它与供电接口J1两个元件就成为单片机最小系统；依据单片机测试笔电路图制作出PCB电路板2，并安装到盒体1中，完成特制单片机测试笔的制作；第二步：程序编写与调试采用MPLAB软件编程，嵌入式测试程序包含库文件(.h)，程序文件(.c)和插在被测系统原始程序中的测试函数TestInit()，TestPen(Category)三部分，用于在指定I/O接口向单片机测试笔发出单片机寄存器信息，需在被测机程序编写时引用在程序中；程序编写与调试过程需要一个额外的单片机开发板，一根RS232串口线以及一台电脑，单片机烧录时使用的是RS232协议；测试笔和被测单片机之间的通讯协议使用1‑wire单总线协议，由于仅由被测单片机向测试笔发送数据，所以是单向通讯；从被测单片机发出的数据分为地址位和数据位两部分，其中，地址位表示类别，数据位表示对应类别的值，两者数据类型皆为unsigned char，即取值范围为0～255；对于0～255这256个地址，其中留下251～255最后几位用于系统通讯是否正常的检测位和单片机型号标志位，0～250其他位均用于反馈单片机的各种工作状态；工作状态包括I/O接口引脚方向，Timer的工作状态，UART的工作状态，ADC的工作状态，DAC的工作状态以及其他使用者想监测的C语言变量的数值；嵌入式测试程序中，初始化函数TestInit()TestInit()负责初始化各种变量、发送用于确定通讯是否正常的包含单片机型号信息的测试信号、以及分配用于发送的I/O接口；发送函数TestPen(Category)；用于发送被测单片机当前时刻的状态信息给单片机测试笔，发出的数据类别由Category的值确定；若Category为0，其依次向测试笔发送的信息内容应该是00 XX 01 XX 02 XX 03 XX……其中：00，01等表示地址码，分别表示51内核单片机P0，P1或者ARM内核单片机PA，PB，XX表示的是对应组的寄存器的折算值；若Category为1，则发出值应为10 XX 11 XX 12 XX 13 XX……其中：10表示Timer0，11表示Timer1，以此类推；第三步：单片机工作状态测试把双色鳄鱼夹电源线3.5mm头插入测试笔，红色鳄鱼夹夹在被测电路板的5V或3.3V电源线，黑色鳄鱼夹夹在被测电路板GND线；在被测单片机程序内插入事先编写好的嵌入式测试程序，并定义一个未被占用的I/O作为通讯引脚；把测试笔的芯片测试夹4夹在被测单片机的被定义的通讯引脚上；打开被测机电源开关，屏幕亮；单片机测试笔的程序开始时，先通过读取来自被测单片机发来的测试信号来确定通讯是否正常，如不正常则屏幕显示报错；报错内容包括时序错误“Error Sequence”和无连接“No Connected”错误两种；等待屏幕显示单片机型号以及“Waiting...”字样，则进入测试流程；如果显示时序错误“Error Sequence”则检查嵌入式测试程序是否正常初始化以及是否被插在原始程序的恰当的位置；若显示无连接“No Connected”则检查测试夹是否夹在正确的I/O接口上；如果通讯正确则显示被测单片机型号、“Waiting...”字样并进入等待状态；在等待状态中，如没收到信号，则继续等待；如果收到来自被测单片机发来的数据信号，则开始解析信号，并把对应信号类型和数值显示到显示屏上；将得到的单片机的寄存器工作状态进行检测分析，工作状态包括I/O接口引脚方向，Timer的工作状态，UART的工作状态，ADC的工作状态，DAC的工作状态，外部中断状态，以及其他使用者想监测的C语言变量的数值。