51单片机故障问题分析

故障现象：

做了一个单片机温度监测系统，仿真机上一切正常，烧写芯片无法工作。

相关电路框图：

用51做处理器，外围电路如图，一片双积分转换芯片ICL7135做AD，它的时钟需要125K，用51的ALE经过一片CD4024分频得到。1403提供基准源。另外，一片7660提供7135工作所需要的负压。

为了省电，把所有模拟电路部分电源用一个晶体管管理起来，由P1.0来控制。(上图为示意图，省去了电阻没画)P1.0为地的时候，模拟系统才上电

现在怪现象如下：

仿真机正常运行，烧写芯片后无反应。

仿真正常，说明外围芯片完全正常，电路也没有错误。

经过检查，晶体正常，复位可靠，EA高，程序堆栈都没有溢出，并排除其它一切低级错误的可能。

再编写一程序，

main()

{

while(1) {P1.1=0;}

}

P1.1和VCC间接有一发光管，开机无反应。

后来，发现更奇怪的现象：

拔除CD4024，MC1403，ICL7135,ICL7660中的任何一个，系统就可以正常运行!

百思不得其解，茶饭不思，郁闷了N久

更换全部芯片，如故。

更换ATMEL/PHILIPS/WINBOND的N款单片机，如故。

检查，排除电路故障的可能，

后来又发现，只要上电之前把P1.0对地短路，(也就是模拟部分强加电源)，上电，系统正常运行。

但是，如果开机前P1.0不对地短路，上电一定不能运行，此后即使再把P1.0对地接，也不行。

顺这个思路，应该是和模拟部分有关……

又是郁闷N久，之后，无意间翻看CD4024内部图，茅塞顿开……

CD4024等TTL/CMOS逻辑芯片，为了防止静电或错误的IO电平，内部都有保护电路

如图2，每个IO口都有如图的2个二极管，集成在芯片内部。保证IO口电压在-0.6~5.6V之间

复位的过程中，全部IO为高，P1.0和ALE当然也是高。这样模拟部分不上电。

那么，ALE的输出角就等效于通过一个二极管向这四块模拟芯片供电!!!(如图)

ALE的输出能力不强，自然，ALE就被拉低了。

在查看51的手册，ALE和/PROG脚是复用的!!

在复位过程中，ALE如果为低，芯片进入编程状态!!!

也就是说，我的系统在上电复位的过程中就进入了PROG编程模式，难怪一条语句都不能执行

那么，也很好解释为什么四个芯片中拔掉一个就能正常工作了，因为负载轻了，ALE可能还没有被拉到2.5V以下，所以正常复位进入程序。

解决的办法：ALE接2K的上拉，再通过47K电阻接到Cd4024上，上电，一切正常!

结论：单片机编程模式/ISP模式是通过用户很不容易出现的一个时序来启动的，在一些特殊应用时要小心避开这些非用户代码模式。