程序執(zhí)行流程

該系統(tǒng)軟件共由8個(gè)程序模塊組成：指示單片機(jī)重啟動(dòng)的程序模塊;檢查CTC運(yùn)行情況的程序模塊;串口通訊功能檢查程序模塊;判斷外RAM內(nèi)容是否改變及讀寫是否出錯(cuò)的程序模塊;判斷內(nèi)RAM內(nèi)容是否改變程序模塊;檢查A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換誤差是否增大程序模塊;判斷外中斷足否被誤觸發(fā)程序模塊;顯示E2PROM內(nèi)容是否被改寫的程序模塊。

系統(tǒng)的工作過程也就是上述8個(gè)程序模塊的運(yùn)行過程，它們是在執(zhí)行開關(guān)K的控制下順序執(zhí)行的。圖3給出了流程圖。幾乎每一種效應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序模塊。由于硬件損壞故障與軟件運(yùn)行關(guān)系不大，而且故障現(xiàn)象明顯，無需專門設(shè)置程序模塊。重肩動(dòng)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可以工作在除指示單片機(jī)重啟動(dòng)的程序模塊的任一程序模塊。死機(jī)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可以工作在任一程序模塊，由于故障現(xiàn)象明顯，無需檢測(cè)程序。 故障重現(xiàn)及檢測(cè)的具體實(shí)現(xiàn)不同的故障現(xiàn)象有不同的重現(xiàn)和檢測(cè)方法。由于篇幅有限，只給出三種故障重現(xiàn)及檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法。

外RAM效應(yīng)

這部分實(shí)驗(yàn)包括三部分：一是不進(jìn)行讀寫操作時(shí)，檢查外RAM內(nèi)容是否被改寫;二是檢查讀操作是否出錯(cuò);三是檢查寫操作是否出錯(cuò)。

第一部分實(shí)驗(yàn)中，RAM內(nèi)容被改寫是由于RAM芯片被干擾所致，只需編制檢測(cè)程序。先在RAM的0000H～1FFFH單元寫入同一數(shù)據(jù)("AA")，然后等待執(zhí)行開關(guān)K的按下，等待期間進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)。沖擊完畢，讀出RAM內(nèi)容并判斷是否改變。

第二、三部分實(shí)驗(yàn)，檢查RAM的讀寫操作是否因干擾而出錯(cuò)。讓持續(xù)時(shí)間只有微秒量級(jí)的干擾脈沖去干擾執(zhí)行時(shí)間只有幾個(gè)微秒的讀寫指令，這種事件發(fā)生的概率幾乎為0。對(duì)于干擾源可以工作在重復(fù)工作方式的情況，可以使其在重復(fù)工作方式下工作，這無疑是一種不錯(cuò)的想法。但是，由于重復(fù)工作方式的重復(fù)頻率并不能做得很高，最高只能達(dá)到1kHz左右，所以其效果并不明顯。最有效的方法是使程序重復(fù)執(zhí)行一條讀或?qū)懼噶?，雖然兩次讀或?qū)懼g還有幾條判斷讀或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)是否正確的指令，但兩次讀或?qū)懼g的時(shí)間間隔也只有數(shù)十微秒量級(jí)，這就相當(dāng)于讓讀寫指令等著電磁脈沖來干擾，從而大大提高了被干擾的概率。

第二、三部分程序編制開始時(shí)，為了使其更具代表性，對(duì)RAM的所有單元進(jìn)行讀或?qū)?，即先將RAM的0000H～1FFFH單元清0，然后使程序循環(huán)讀這些單元，或向這些單元循環(huán)寫入數(shù)據(jù)"AA"，并實(shí)時(shí)檢查讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)是否正確。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，第二、三部分實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的次數(shù)，比第一部分實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的次數(shù)還多。盡管采取了上述循環(huán)等待技術(shù)，但某條指令被干擾的可能性還是很小。多次實(shí)驗(yàn)不得其解，后來在讀實(shí)驗(yàn)顯示出錯(cuò)信息時(shí)檢查RAM各單元的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)每次都有一部分RAM單元的內(nèi)容出錯(cuò)，而讀操作出錯(cuò)不可能導(dǎo)致RAM內(nèi)容改變，因此，并不是或不全是讀寫操作出錯(cuò)，而是由于RAM內(nèi)容被改寫后，誤判為讀或?qū)懗鲥e(cuò)。解決這一問題的方法是，使讀寫操作只對(duì)某一一固定的RAM單元進(jìn)行，由于一個(gè)單元被改寫的概率是所有單元被改寫概率的l/2，這就大大降低了誤警概率。

串口SIO效應(yīng)

串口SIO效應(yīng)實(shí)驗(yàn)主要是看串口通訊是否出錯(cuò)。要觀察到這種故障現(xiàn)象，就必須讓單片機(jī)運(yùn)行串口通訊程序。由于51型單片機(jī)只有一個(gè)串口，而要使其進(jìn)行通訊，最少需要兩個(gè)串口，這就至少需要有兩套單片機(jī)系統(tǒng)，這將使設(shè)備和實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化。在認(rèn)真研究串口工作原理后，終于找到了只用一個(gè)單片機(jī)模擬串口通訊的方案：把CPU的TXD和RXD短接，將TXD端發(fā)出的數(shù)據(jù)直接送入RXD進(jìn)行接收，使單片機(jī)工作于自發(fā)自收狀態(tài)，通過檢查接收與發(fā)送的數(shù)據(jù)是否相等判斷通訊是否正常。當(dāng)然，仍需采用循環(huán)等待技術(shù)，使通訊循環(huán)進(jìn)行，當(dāng)運(yùn)行正常時(shí)，在P1.1口產(chǎn)生脈沖信號(hào)，使紅色LED亮。如果通汛出現(xiàn)異常，數(shù)碼管將顯示出錯(cuò)信息，并將LED熄滅。