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軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

前言
MDK的一個強(qiáng)大的功能就是提供軟件仿真(注意:STM32F4不支持軟件仿真),通過軟件仿真,我們可以發(fā)現(xiàn)很多將要出現(xiàn)的問題,避免了下載到STM32里面來查這些錯誤,這樣最大的好處是能很方便的檢查程序存在的問題,因?yàn)樵贛DK的仿真下面,你可以查看很多硬件相關(guān)的寄存器,通過觀察這些寄存器,你可以知道代碼是不是真正有效。另外一個優(yōu)點(diǎn)是不必頻繁的刷機(jī),從而延長了STM32的FLASH壽命(STM32的FLASH壽命≥1W次)。當(dāng)然,軟件仿真不是萬能的,很多問題還是要到在線調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)。
這里我們以戰(zhàn)艦版跑馬燈實(shí)驗(yàn)為例子。廢話不多說了,接下來我們開始進(jìn)行軟件仿真。
第一步
主要檢查芯片型號和晶振頻率,其他的一般默認(rèn)即可,具體操作如下:

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

(特別提醒:Xtal參數(shù)只用于軟件仿真的,對于硬件仿真或者直接把程序下載到板子里是沒有影響的。而且MDK5.35開始禁用外部晶振設(shè)置選項(xiàng),所以是灰色的,顯示undefined)
第二步
選擇操作類型,以及設(shè)置DialogDLL等參數(shù),具體操作如下:

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

選擇:UseSimulator,即使用軟件仿真。
選擇:Runto main(),即跳過匯編代碼,直接跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)開始仿真。
設(shè)置下方的DialogDLL分別為:DARMSTM.DLL和TARMSTM.DLL,Parameter均為:-pSTM32F103ZE,用于支持STM32F103ZE的軟硬件仿真(即可以通過Peripherals選擇對應(yīng)的外設(shè)的對話框觀察仿真結(jié)果)。

第三步

點(diǎn)擊開始/停止仿真按鍵,開始仿真,出現(xiàn)如下界面

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

Register即寄存器窗口,這里一般用于查看程序運(yùn)行時間即Sec處,以及一些比較高級的bug查找,主要就是對CortexM3內(nèi)核寄存器R0~R14數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是否異常。
Disassembly即反匯編窗口,C語言代碼與匯編代碼比對顯示,方便從匯編級別進(jìn)行查看程序運(yùn)行狀態(tài),也是屬于比較高級的bug查找。
代碼窗口,就是我們的工程代碼了。左側(cè)有黃色和綠色兩個三角形,黃色三角形代表將要執(zhí)行的代碼,綠色的三角形表示當(dāng)前光標(biāo)所在代碼,一般情況下,兩個三角形是同步的,只要你點(diǎn)擊其他位置查看代碼時,綠色三角形就會移位。
CallStack Locals即調(diào)用關(guān)系和局部變量窗口,通過該窗口可以查看函數(shù)調(diào)用關(guān)系以及函數(shù)的局部變量,仿真調(diào)試時,很有用。
除了這些窗口,實(shí)際上還有一些其他窗口,可以根據(jù)實(shí)際需求去選擇使用。
上圖還有一個很重要的工具條即Debug工具條。

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

復(fù)位:其功能等同于硬件上按復(fù)位按鈕。相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了一次硬復(fù)位。按下該按鈕之后,代碼會重新從頭開始執(zhí)行。
執(zhí)行到斷點(diǎn)處:該按鈕用來快速執(zhí)行到斷點(diǎn)處,有時候你并不需要觀看每步是怎么執(zhí)行的,而是想快速的執(zhí)行到程序的某個地方看結(jié)果,這個按鈕就可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能,前提是你在查看的地方設(shè)置了斷點(diǎn)。
停止運(yùn)行:此按鈕在程序一直執(zhí)行的時候會變?yōu)橛行?,通過按該按鈕,就可以使程序停止下來,進(jìn)入到單步調(diào)試狀態(tài)。
執(zhí)行進(jìn)去:該按鈕用來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行到某個函數(shù)里面去的功能,在沒有函數(shù)的情況下,是等同于執(zhí)行過去按鈕的。
執(zhí)行過去:在碰到有函數(shù)的地方,通過該按鈕就可以單步執(zhí)行過這個函數(shù),而不進(jìn)入這個函數(shù)單步執(zhí)行。
執(zhí)行出去:該按鈕是在進(jìn)入了函數(shù)單步調(diào)試的時候,有時候你可能不必再執(zhí)行該函數(shù)的剩余部分了,通過該按鈕就直接一步執(zhí)行完函數(shù)余下的部分,并跳出函數(shù),回到函數(shù)被調(diào)用的位置。
執(zhí)行到光標(biāo)處:該按鈕可以迅速的使程序運(yùn)行到光標(biāo)處,其實(shí)是挺像執(zhí)行到斷點(diǎn)處按鈕功能,但是兩者是有區(qū)別的,斷點(diǎn)可以有多個,但是光標(biāo)所在處只有一個。
匯編窗口:通過該按鈕,就可以查看匯編代碼,這對分析程序很有用。
堆棧局部變量窗口:通過該按鈕,顯示CallStack Locals 窗口,顯示當(dāng)前函數(shù)的局部變量及其值,方便查看。
觀察窗口:MDK5提供2個觀察窗口(下拉選擇),該按鈕按下,會彈出一個顯示變量的窗口,輸入你所想要觀察的變量/表達(dá)式,即可查看其值,是很常用的一個調(diào)試窗口。
內(nèi)存查看窗口:MDK5提供4個內(nèi)存查看窗口(下拉選擇),該按鈕按下,會彈出一個內(nèi)存查看窗口,可以在里面輸入你要查看的內(nèi)存地址,然后觀察這一片內(nèi)存的變化情況。是很常用的一個調(diào)試窗口。
串口打印窗口:MDK5提供4個串口打印窗口(下拉選擇),該按鈕按下,會彈出一個類似串口調(diào)試助手界面的窗口,用來顯示從串口打印出來的內(nèi)容。
邏輯分析窗口:該圖標(biāo)下面有3個選項(xiàng)(下拉選擇),我們一般用第一個,也就是邏輯分析窗口(LogicAnalyzer),點(diǎn)擊即可調(diào)出該窗口,通過SETUP按鈕新建一些IO口,就可以觀察這些IO口的電平變化情況,以多種形式顯示出來,比較直觀。
系統(tǒng)查看窗口:該按鈕可以提供各種外設(shè)寄存器的查看窗口(通過下拉選擇),選擇對應(yīng)外設(shè),即可調(diào)出該外設(shè)的相關(guān)寄存器表,并顯示這些寄存器的值,方便查看設(shè)置的是否正確。
以上是比較常用的,當(dāng)然不是每次都用得著,具體看你程序調(diào)試時候的需求。
第四步
點(diǎn)擊LogicAnalyzer并點(diǎn)擊Setup新建兩個信號PORTB.5和PORTE.5,具體操作如下:

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

兩個信號的DisplayType都選擇bit,然后點(diǎn)擊Close關(guān)閉對話框,可以看到邏輯分析窗口出現(xiàn)兩個信號,如下圖所示。

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)


第五步

點(diǎn)擊執(zhí)行到斷點(diǎn)處即。運(yùn)行一段時間之后,按關(guān)閉按鍵,暫停仿真回到邏輯分析窗口,得到的波形如下圖所示:

軟件仿真MDK介紹(mdk5軟件仿真設(shè)置)

這里注意:Gird要調(diào)節(jié)到0.2s左右比較合適,可以通過Zoom里面的In按鈕來放大波形,通過Out按鍵來縮小波形,或者按All顯示全部波形。從上圖也可以看到PORTB.5和PORTE.5交替輸出,從這里就可以判斷代碼的準(zhǔn)確性了。

電子元器件基礎(chǔ)知識

一、電阻

電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示,如:R1表示編號為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為:分流、限流、分壓、偏置等。

1、參數(shù)識別:電阻的單位為歐姆(Ω)、千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)等。

換算方法是:1兆歐=1000千歐=1000000歐

電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種,即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。

a、數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路,

如: 472 表示 47×100Ω(即4.7K); 104則表示100K

b、色環(huán)標(biāo)注法使用最多,現(xiàn)舉例如下:

四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻(精密電阻)

2、電阻的色標(biāo)位置和倍率關(guān)系如下表所示:

顏色 有效數(shù)字 倍率 允許偏差(%)

銀色 x0.01 ±10 金色 x0.1 ±5

黑色 0 0 棕色 1 x10 ±1

紅色 2 x100 ±2 橙色 3 x1000

黃色 4 x10000 綠色 5 x100000 ±0.5

藍(lán)色 6 x1000000 ±0.2 紫色 7 x10000000 ±0.1

灰色 x100000000 白色 9 x1000000000

例如,紅,黃,棕,金 表示240歐

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二、電容

1、電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示(如C13表示編號為13的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,它與交流信號的頻率和電容量有關(guān)。

容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號的頻率,C表示電容容量)

電話機(jī)中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨(dú)石電容、鉭電容和滌綸電容等。

2、識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同,分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位

還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。

其中:1法拉=10^3毫法=10^6微法=10^9納法=10^12皮法

字母表示法:1m=1000 uF 1n=1000PF

數(shù)字表示法:一般用三位數(shù)字表示容量大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。

如:102表示10×10^2PF=1000PF 224表示22×10^4PF=0.22 uF

3、電容容量誤差表

符 號 F G J K L M

允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

如:一瓷片電容為104J表示容量為0. 1 uF、誤差為±5%。

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三、晶體二極管

晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示,如: D5表示編號為5的二極管。

1、作用:二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?,也就是在正向電壓的作用下,?dǎo)通電阻很??;而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。

正因?yàn)槎O管具有上述特性,無繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。

電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為:

整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。

2、識別方法:二極管的識別很簡單,小功率二極管的N極(負(fù)極),在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示P極(正極)或N極(負(fù)極),也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。

發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負(fù)。

3、測試注意事項(xiàng):

用數(shù)字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負(fù)極,此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?

4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下:

型號 1N4001 1N4002 1N4003

1N4004 1N4005 1N4006 1N4007

耐壓(V) 50 100 200 400 600 800 1000

電流(A) 均為1

四、穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示,如:ZD5表示編號為5的穩(wěn)壓管。

1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理:穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后,其兩端的電壓基本保持不變。這樣,當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后,若由于電源電壓發(fā)生波動,或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動時,負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。

2、故障特點(diǎn):穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中,前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高;后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。

常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下表:

型 號 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761

穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

五、電感

電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示,如:L6表示編號為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。

直流可通過線圈,直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻,壓降很?。划?dāng)交流信號通過線圈時,線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。

電感在電路中可與電容組成振蕩電路。

電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法,色標(biāo)法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示1uH(誤差5%)的電感。

電感的基本單位為:亨(H)

換算單位有:1H=10^3mH=10^6uH。

六、變?nèi)荻O管

變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來的一種特殊二極管。

變?nèi)荻O管在無繩電話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上,實(shí)現(xiàn)低頻信號調(diào)制到高頻信號上,并發(fā)射出去。

在工作狀態(tài),變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上,使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。

變?nèi)荻O管發(fā)生故障,主要表現(xiàn)為漏電或性能變差:

(1)發(fā)生漏電現(xiàn)象時,高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。

(2)變?nèi)菪阅茏儾顣r,高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定,使調(diào)制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。

出現(xiàn)上述情況之一時,就應(yīng)該更換同型號的變?nèi)荻O管。

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七、晶體三極管

晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示,如:Q17表示編號為17的三極管。

1、特點(diǎn):晶體三極管(簡稱三極管)是內(nèi)部含有2個PN結(jié),并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補(bǔ),所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。

電話機(jī)中常用的PNP型三極管有:A92、9015等型號;

NPN型三極管有:A42、9014、9018、9013、9012等型號。

2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用,在常見電路中有三種接法。

為了便于比較,將晶體管三種接法電路所具有的特點(diǎn)列于下表,供參考。

名稱 共發(fā)射極電路 共集電極電路(射極輸出器) 共基極電路

輸入阻抗 中(幾百歐~幾千歐) 大(幾十千歐以上) ?。◣讱W~幾十歐)

輸出阻抗 中(幾千歐~幾十千歐) ?。◣讱W~幾十歐) 大(幾十千歐~幾百千歐)

電壓放大倍數(shù) 大 ?。ㄐ∮?并接近于1) 大

電流放大倍數(shù) 大(幾十) 大(幾十) 小(小于1并接近于1)

功率放大倍數(shù) 大(約30~40分貝) ?。s10分貝) 中(約15~20分貝)

頻率特性 高頻差 好

應(yīng)用多級放大器中間級,低頻放大 輸入級、輸出級或作阻抗匹配用 高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路

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八、場效應(yīng)晶體管放大器

1、場效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn),因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場效管做整個電子設(shè)備的輸入級,可以 獲得一般晶體管很難達(dá)到的性能。

2、場效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。

3、場效應(yīng)管與晶體管的比較

1)場效應(yīng)管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應(yīng)選用場效應(yīng)管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下應(yīng)選用晶體管。

2)場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。

3)有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負(fù),靈活性比晶體管好。

4)場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。

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