在線調試器（ICD）是一種非常強大且有效的工具，可以在硬件級別對基于微控制器的系統進行實時調試，它允許您在目標微控制器運行，停止和單步執行程序被嵌入到實際電路中。暫停后，可以實時檢查和修改程序變量，特殊功能寄存器（SFR），RAM和EEPROM的位置，從而幫助設計人員一起調試固件和硬件。在本文中，我將描述PIC單片機中的在線調試技術，并通過使用PIC16F887單片機的測試項目演示調試過程。盡管大多數ICD的操作是相似的，但在這里我將結合使用mikroICD器件的mikroElektronika的PICFlash以及用于PIC編譯器的mikroC Pro進行說明。

ICD在調試PIC編程中

理論

ICD是硬件連接在PC和目標微控制器之間的設備，可以快速，輕松地調試實時應用程序。 ICD由PC上運行的調試應用程序工具控制。調試工具允許設計人員通過將斷點插入到程序0r中來單步執行程序，從而減慢微控制器的運行速度。在執行了一條指令或一組指令之后，可以檢查程序變量和內部寄存器的值，并在需要時進行修改。這有助于快速識別源代碼中的錯誤和錯誤，從而加快項目的開發過程。

PICMicro中的ICD

在PIC單片機中，可通過與在線串行編程（ICSP）相同的引腳（即ICSPDAT（或PGD），ICSPCLK（或PGC），V PP）來實現在線調試。 sub》/MCLR（編程模式電壓），V DD （電源電壓）和V SS （地）。這使制造商可以將ISCP編程和在線調試功能集成到單個設備中。在調試過程中，ICD設備會向目標微控制器的程序存儲器中添加額外的代碼塊（以及用戶應用程序），該代碼塊與調試應用程序進行交互。并通過同一條編程電纜將變量值，內部寄存器值和其他詳細信息發送到PC。

例如，Microchip的MPLAB ICD2和ICD3既是選定PIC MCU和dsPIC DSC的編程器又是實時調試器。 ICD的功能由PC上運行的MPLAB集成開發環境（IDE）應用軟件控制。在調試期間，可通過MPLAB IDE界面以交互方式訪問目標微控制器的所有可用功能。這些功能使您能夠以單步模式運行程序，將斷點插入程序，檢查寄存器和變量，并根據需要修改它們。

盡管ICD是一種非常有價值的調試工具，但它并不是不惜一切代價。 ICD的兩個主要缺點是：1）它使用目標微控制器的一些內存，并且2）它占用目標微控制器的一些I/O引腳以與PC通信。因此，在調試時，目標微控制器的PGD，PGC和MCLR引腳不能用于任何其他目的。

帶有mikroICD的PICFlash

帶有mikroICD的PICFlash是用于PIC12，PIC16和PIC18系列微控制器的編程器和在線調試器。它由mikroElektronika制造，并受其所有PIC編譯器（mikroC，mikroBasic和mikroPascal）支持。設備通過USB接口與PC通信，該接口還為ICD提供必要的電源。它通過PGC，PGD，V PP /MCLR和電源引腳連接到目標PIC微控制器。當該器件用作獨立編程器時，在將HEX文件加載到目標PIC微控制器之后，釋放前三個引腳。但是，如果將其用于在線調試，則這三個引腳用于與PC進行通信，因此不能用于任何其他目的。

帶有mikroICD的PICFlash ：程序員+在線調試器

使用mikroICD安裝PICFlash的軟件

您可以找到詳細信息有關此信息，請參見mikroICD手冊。設置該器件的最簡單方法是首先下載PIC編譯器。請注意，此設備無法與任何其他方的編譯器一起使用，因此您需要使用mikroElektronika編譯器之一才能使其正常工作。以下步驟介紹了用于mikroC Pro for PIC編譯器的帶有mikroICD的PICFlash的軟件安裝和設置。

首先，從HERE下載適用于PIC編譯器的mikroC Pro并將其安裝在PC上。/span》

安裝完成后，它將詢問您是否要安裝mikroProg Suite for PIC。同意，然后安裝。

下一步，它將詢問您是否要安裝驅動程序formikroProgprogrammer。說是，然后選擇適合您的操作系統的驅動程序文件，然后安裝它。您完成了！

使用帶有mikroICD的PICFlash進行調試

第一步使用mikroICD正在用所選的編譯器編寫應用程序，例如mikroC Pro for PIC。編譯器的IDE提供了調試功能，例如逐步運行程序，使用斷點暫停程序執行，檢查內部寄存器的狀態，跟蹤程序中變量的值等。請閱讀mikroICD手冊以獲取更多詳細信息。我將在我們的測試項目中說明調試過程，該項目使用PIC16F887微控制器和LM34DZ傳感器測量環境溫度并將其顯示在LCD上。該項目的電路圖如下所示，這是不言自明的。每次讀取溫度時，它的工作方式都是如此。按下開關，微控制器從LM34DZ讀取溫度樣本并將其顯示在LCD上。您可以看到，在默認情況下，開關輸出為高，按下開關時輸出為低。我正在為此實驗設置使用mikroElektronika的PIC Ready 1板。它是用于28和40引腳PIC微控制器的快速原型板。該開發板配有PIC16F887微控制器，預裝了串行引導加載程序，但實際上不適用于我們的情況。但是，該開發板也確實包含帶有mikroICD的PICFlash連接器。 PIC Ready 1板上的用戶手冊描述了有關板上連接的更多信息。

用于調試PIC16F887單片機系統的電路圖

實驗設置：帶有mikroICD的PIC-Ready1板和PICFlash

所以讓我再次簡要描述整個場景，以便更清楚地了解我們正在嘗試在這里做。我們有一個PIC16F887微控制器電路，該電路可以讀取LM34DZ傳感器的模擬輸出，將其轉換為溫度（°F），并在LCD上顯示。該微控制器通過ICSP引腳連接到mikroICD（PIC編程器+ ICD）。 mikroICD也通過USB端口連接到PC。 mikroICD調試工具已嵌入PIC編譯器的mikroC Pro中，因此可以從那里進行操作。我們將使用調試工具對加載到微控制器中的程序進行單步調試，并觀察變量值。同時，隨著每條指令的執行，其效果也可以在真實的硬件電路中觀察到。

mikroICD調試過程

首先，使用以下源代碼創建一個新項目，以讀取LM34DZ輸出并在LCD屏幕上顯示測得的溫度。如果您是首次使用mikroC編譯器，請閱讀在mikroC Pro for PIC中創建第一個項目，以了解如何在mikroC Pro for PIC中創建新項目。編譯之前，請轉到“編輯項目”窗口，然后將生成類型選擇為ICD Debug。該選項將使mikroICD將調試代碼與用戶應用程序一起加載到微控制器中。

/*

* Project name：

Testing mikroICD debugging tool with PIC16F887

* Copyright：

（c） Rajendra Bhatt

* Test configuration：

MCU： PIC16F887

Oscillator： HS， 10.0000 MHz

*/

// LCD module connections

sbit LCD_RS at RC3_bit;

sbit LCD_EN at RC2_bit;

sbit LCD_D4 at RC4_bit;

sbit LCD_D5 at RC5_bit;

sbit LCD_D6 at RC6_bit;

sbit LCD_D7 at RC7_bit;

sbit LCD_RS_Direction at TRISC3_bit;

sbit LCD_EN_Direction at TRISC2_bit;

sbit LCD_D4_Direction at TRISC4_bit;

sbit LCD_D5_Direction at TRISC5_bit;

sbit LCD_D6_Direction at TRISC6_bit;

sbit LCD_D7_Direction at TRISC7_bit;

// End LCD module connections

char txt［］ = “Temp = F”;

char *temp = “000.0”;

sbit PressSwitch at RC0_bit;

unsigned int ADC_Value;

void main（） {

ANSEL = 0x01; // Configure RA0 as Analog input

ANSELH = 0x00;

TRISA = 0xff;

C1ON_bit = 0; // Disable comparators

C2ON_bit = 0;

TRISC = 0x01; // RC0 is input

TRISD = 0x00;

TRISB = 0xFF;

txt［11］ = 223; // ASCII value for degree symbol

Lcd_Init（）; // Initialize LCD

Lcd_Cmd（_LCD_CLEAR）; // Clear display

Lcd_Cmd（_LCD_CURSOR_OFF）; // Cursor off

Lcd_Out（1，1，txt）; // Write text in first row

do {

if （！PressSwitch） { // Detect logical 0

Delay_ms（300）;

ADC_Value = ADC_Read（0）;

ADC_Value = ADC_Value*4.88; // Convert to temperature in F

temp［0］ = adc_value/1000 + 48;

temp［1］ = （adc_value/100）%10 + 48;

temp［2］ = （adc_value/10）%10 + 48;

temp［4］ = adc_value%10 + 48;

Lcd_Out（1，7，temp）;

}

} while（1）; // Endless loop

}

下載mikroC項目文件

為構建類型選擇ICD調試可進行在線調試

您保存此方案，然后單擊 Build + Program （或按F4鍵）來編譯編程并將其加載到目標微控制器中。 mikroICD必須連接到PC的USB端口以及目標微控制器。它會自動啟動 PIC的mikroProg Suite ，這是PC上將HEX文件傳輸到micrcontroller中所需的應用程序軟件。現在已經加載了應用程序和調試代碼，是時候使用調試功能了，看看它如何工作。

要開始調試，請從菜單中選擇 Start Debugger 選項。 運行下拉菜單或使用功能鍵［F9］。現在，您可以通過按［F8］鍵逐行執行程序。在執行過程中，默認情況下將以藍色突出顯示下一步執行的程序行（請參見下圖）。

要執行的下一條指令將以藍色突出顯示

可以在監視窗口上監視程序的實時執行。您可以選擇要監視的任何寄存器和變量，并將它們添加到監視窗口。轉到查看-》調試Windows-》監視窗口選項以獲取“監視”窗口。從變量列表中選擇要觀察的變量，然后通過單擊顯示的+號將它們添加到窗口中。在下圖中，我正在調試期間監視四個變量。它們是 ADC_Value，PressSwitch，ADRESH 和 ADRESL 。 ADC_Value 是用戶定義的整數變量，用于存儲10位A/D結果。 PressSwitch 是輸入端口RC0，因為輕觸開關處于打開狀態，所以它為高。 ADRESH 和 ADRESL 是8位內部寄存器，用于存儲10位A/D轉換結果。最低有效8位存儲在 ADRESL 中，其余2個最高有效位存儲在 ADRESH 中。

將寄存器和變量添加到監視窗口

正如我之前提到的，在在線調試中，只要執行一條指令，在實際的硬件電路中也會觀察到其效果。例如，當執行 LCD_Init（）例程時，LCD屏幕上會出現一個閃爍的光標。這表明您 LCD_Init（）例程和您的LCD硬件接口都正常工作。

當LCD_Init例程處于運行狀態時，會出現一個閃爍的光標。執行

按住［F8］鍵，直到執行 Lcd_Out（1，1，txt），您將看到顯示的“ txt”字符串在液晶顯示屏上。繼續按下［F8］功能鍵，單步執行將繼續直到達到 if（！PressSwitch）條件。默認情況下，讀取溫度開關處于打開狀態，而 PressSwitch 為“ 1”，因此不滿足 If條件。因此，如果再次按下［F8］鍵，執行將跳至 while（1）語句。它將繼續在 if 和 while 語句之間來回移動，直到您按下電路板上的Read Temp開關。

等待直到按下Read Temp鍵

當 if（！PressSwitch）指令以藍色突出顯示時，按 Read Temp 切換并點擊［F8］，執行將進入if語句內。按［F8］鍵將再次執行單步執行。當執行 ADC_Read（0）時， ADC_Value ， ADRESH 和 ADRESL 的值也會改變。 監視窗口。

在if語句中的執行從按下“讀取溫度”按鈕（PressSwitch = 0）開始執行

監視窗口中的ADC_Value顯示ADC結果

接下來，顯示 ADC_Value 和 temp Lcd_Out（1、7，temp）時，將更新em》變量并在LCD上以°F為單位顯示溫度。

運行到光標 ［F4］和 breakpoint 功能，以加快調試過程。使用［F4］功能鍵，可以讓程序執行直到到達光標位置。類似地，使用斷點允許將故意停止放置在所需的程序行上。下表顯示了mikroICD中各種調試功能鍵的摘要。此外，在調試過程中，您還可以從監視窗口修改程序變量的值。 用戶手冊中描述了mikroICD調試工具的更高級功能。

mikroICD調試工具中的主要功能鍵
責任編輯：wv