MPLAB ICD2在线调试器是一款低价位的PIC开发工具，它利用Flash工艺芯片的程序区自读写功能，使用芯片来实现仿真调试功能

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软黎
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1 MF-ICD2 简介 MF-ICD2 在线调试器是一款低价位的 PIC 开发工具, 它利用 Flash 工艺芯片的程序区自读写功能, 使用芯片来实现仿真调试功能 MF-ICD2 使用的软件平台是 Microchip 的 MPLAB-IDE v6.20( 集成开发环境软件包 ) 或更高版本, 兼容 Windows 95/98 Windows NT 和 Windows 2000 等操作系统其通信接口方式 RS-232 串行接口方式 ; 工作电压范围为 3.0~5.0V, 可支持最低 3.0V 的低压调试其主要功能特性有 : 源程序编辑 ; 直接在源程序界面调试 ; 可设置一个 1 次断点 ; 变量和寄存器观察 ; 程序代码区观察 ; 修改寄存器 ; 停止冻结 ( 当上位机停止运行程序时, 冻结芯片的运行 ) 实时背景调试 ; MF-ICD2 可以支持大部分的 Flash 工艺的芯片, 它不仅可以用做调试器, 同时还可以作为开发型的烧写器使用

2 第一章 ICD2 硬件及使用配置 1.1 ICD2 主机及电源套件 ICD2 的主机及电源套件包含了 ICD2 主机及电源等常用的必要配件, 包括 : 1)ICD2 主机模块和 USB 电缆 ; 2)RS232 电缆和电源 ; 1.2 ICD2 支持的芯片型号 MPLAB ICD2 目前正式支持的仿真型号如下 : PIC12XX: PIC12F629 PIC12F675 PIC16XX: PIC16F630 PIC16F676 PIC16F818 PIC16F819 PIC16F873(A) PIC16F874(A) PIC16F876(A) PIC16F877(A) PIC18CXX: PIC18C601 PIC18C801 PIC18FXX: PIC18F1220 PIC18F1320 PIC18F2220 PIC18F2320 PIC18F242 PIC18F2439 PIC18F248 PIC18F252 PIC18F2539 PIC18F258 PIC18F4220 PIC18F4320 PIC18F442 PIC18F4439 PIC18F448 PIC18F452 PIC18F4539 PIC18F458 PIC18F6520 PIC18F6620 PIC18F6720 PIC18F8520 PIC18F8620 PIC18F8720 Microchip 还将不断增加其支持芯片, 详情请关注最新发布的相关信息

3 第二章软件安装 2.1 安装 MPLAB-IDE ICD2 使用的软件版本是 MPLAB-IDEV6.XX, 用户可以从网站上下载或者从 ICD2 附带的光盘中安装建议使用 MPLAB-IDE6.60 或更高版本点击 MPLABV6.60.EXE 按照提示进行安装注意, 在安装过程中将会出现如图 2-1 所示的提示界面, 这里需要用户来选择第三方语言工具接口组件如果用户需要使用相应的语言工具, 那么就需要安装相应的接口组件例如用户需要使用 HI-TECH PICC ME16 C 语言编译器, 那么他需要在 HI-TECH PICC Suite 复选框里打上勾图 2-1 选择安装语言工具接口提示界面

4 第三章使用 ICD2 作为调试器 3.1 硬件连接硬件的正确连接步骤是 : 1) 用串口线连接 PC 和 ICD2 主机 ; 2) 用 6 芯软线连接 ICD2 主机和仿真头 ; 3) 将仿真头插到用户板上 ; 4) 确认 ICD2 的电源设置后接上 ICD2 电源或给用户板上电 ; 注 : 如果用户不使用仿真头, 而是通过用户板预留接口进行调试, 那么步骤 2) 和 3) 应合并为 : 用 6 芯软线连接 ICD2 主机和用户板的调试接口 3.2 设置 ICD 选择芯片首先, 用户需要选择调试芯片的型号 ( 不同系列的芯片其调试系统是不一样的 ), 点击主菜单的 Configure->Select Device, 在选择芯片型号窗口的下拉菜单里选择需要调试的芯片型号如图 3-1 所示选择了相应芯片之后, 用户将会在选择芯片型号窗口的 Microchip Programmer Tool Support 框里看到 Microchip 烧写工具对该芯片的支持情况 ; 在 Microchip Debugger Tool Support 框中看到 Microchip 调试工具对该芯片的支持情况其中 : 1) 红点表示该工具目前还不支持当前芯片 ; 2) 绿点表示该工具可以支持当前芯片 ; 3) 黄点表示该工具目前对当前芯片的支持还处在测试状态 ; 在选择芯片完型号之后点击 OK 确认

图 3-1 选择芯片型号窗口 3.2.2 设置工具选项 3.2.2.1 选择工具类型如果用户选择 ICD2 作为调试工具, 那么需要在 MPLAB IDE 中进行设置点击主菜单的 Debugger->Select Tool, 选择为 MPLAB ICD2 这时系统将会提示 ICDWarn0030: ICD2 is about to download a new operating system.

5 图 3-1 选择芯片型号窗口设置工具选项选择工具类型如果用户选择 ICD2 作为调试工具, 那么需要在 MPLAB IDE 中进行设置点击主菜单的 Debugger->Select Tool, 选择为 MPLAB ICD2 这时系统将会提示 ICDWarn0030: ICD2 is about to download a new operating system. Downloading Operating System 这是系统在下载配合该芯片使用的硬件操作系统, 用户需要等待一段时间以便完成此操作当硬件操作系统下载完成之后, 系统将会检查 ICD2 的连接情况如果提示 Target Device **** found 那么一切正常 ; 如果提示 ICDWarn0020:Invaild target device id 那么请检查电源设置以

6 及 6 芯电缆的连接情况设置通信方式如果用户连接了 ICD2 的 USB 线, 并安装了相应的 USB 驱动程序, 那么 MPLAB IDE 将默认 ICD2 的通信方式为 USB 接口方式如果用户需要更改通信的方式, 那么用户需要重新设置它点击主菜单的 Debugger->Settings 系统将弹出一个 ICD Debugger 窗口, 选择 Communication 在 Com Port 栏里选择相应的 COM 口, 然后在 Baud Rate 栏里选择相应的通讯波特率 ( 如图 3-2 所示 ) 设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置图 3-2 设置通信方式设置编程选项在 ICD Debugger 窗口里选择 Program 来设置相应的编程选项在 Select Memories 栏目里相应的选项之前打上钩, 比如如果在 ID 前打上勾, 在编程时将会写入用户 ID 码

7 图 3-3 设置编程选项用户还可以设置编程时程序的起始和和终止地址, 在 Program Memory Address ( 程序存储器地址 ) 栏目里设置相应的选项在设置时请注意开始字节不能超过 0x10, 而结束地址则需要符合 ICD2 的编程要求为监控程序模块预留 255 个语句的空间合理设置起始和结束地址可以增加调试的速度设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置电源设置如果用户没有为目标板设计电源, 那末需要选择为由 ICD2 白提供电源的方式在 ICD Debugger 窗口里选择 Power 来设置相应选项, 如图 3-4 所示

8 图 3-4 设置电源如果用户目标板上面已经有电源了, 不需要由主机来提供那么请您把 Power target circuit from MPLAB ICD2 ( 从 ICD2 供电 ) 前面的勾去掉使用 Update 按键可以让用户知道目前目标板上的 Vdd Vpp 以及主机提供的烧写电压情况设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置工具信息用户还可以在 ICD Debugger 窗口面了解到调试器其他相关的信息 : Status 栏目 : 显示当前状态, 在此栏目中可以执行自检 ; Warning 栏目 : 显示警告信息, 用户可以在这个栏目里决定是否打开相关的警告信息 ; Limitation 栏目 : 从这里用户可以了解到 ICD2 的一些使用限制 ; Versions 栏目 : 版本信息 ; 当 ICD Debugger 窗口的所有项目设置完成后, 如果点击确定退出设置, 则系统将会保存所有当前的设置 ; 如果点击 ICD Debugger 窗口右上方的 X 来退出设置, 那么所有未应用的设置将不被

9 保存设置芯片的 CONFIG 字要使芯片能正确地工作用户还需要设置相应的 CONFIG 字, 点击主菜单的 Configure->Configuration Bits 来进行相应的设置系统将会弹出一个 Configuration Bits 窗口, 如图 3-5 所示图 3-5 Configuration 设置窗口点击 Setting 列里面的相应选项之后系统将会出现一个下拉菜单, 用户可以在这个菜单里面选择相应的设置请注意在使用 ICD2 作为调试器的时候, 需要关闭 Low Voltage Program ( 低电压编程 ) 选项, 以及关闭 Code Protect ( 代码保护 ); 同时将 Background Debug ( 背景调试 ) 选项打开用户芯片的配置是需要根据实际情况来选择, 否则芯片可能无法正常工作而导致 ICD2 出现错误提示设置语言工具如果用户需要使用 C 语言来编程, 那么用户还需要设置语言工具的路径点击主菜单的 Project->Set Language Tool Locations 来设置语言工具路径在系统弹出的 Set Language Tool Locations ( 设置语言工具位置 ) 对话框里选择相应的语言工具, 本例中选择的是 HITECH PICC 编译器在相应的语言选项的子树 Executables ( 可执行文件 )

$树下点击相应的选项, 使用 Browse ( 浏览 ) 来设置对应的可执行文件如图 3-6 所示图 3-6 设置语言工具的路径在本例中, 我们将 HI-TECH Assembler HI-TECH Complier 和 HI-TECH Linker 都设置指向为 D:\HT-PIC\bin\picc.$

10 树下点击相应的选项, 使用 Browse ( 浏览 ) 来设置对应的可执行文件如图 3-6 所示图 3-6 设置语言工具的路径在本例中, 我们将 HI-TECH Assembler HI-TECH Complier 和 HI-TECH Linker 都设置指向为 D:\HT-PIC\bin\picc.exe, 这是我的 PC 上的 HITECH PICC 编译器路径, 用户应该根据实际安装情况来设置如果用户只使用汇编语言进行编程, 那么他们可以不设置这项, 直接使用默认设置 3.3 建立工程项目建立项目在对源程序进行调试之前首先需要建立一个项目, 这样 MPLAB IDE 系统就能把相关的调试信息包含进去点击主菜单的 Project->New, 来建立新的项目在系统弹出来的 New Project ( 新项目 ) 窗口里面的 Project Name ( 项目名称 ) 栏里面是输入相应的项目名, 建议项目的名称要和源程序的名次一致

11 然后使用 Browse ( 浏览 ) 按钮来选择源程序所在的路径如图 3-7 所示建议用户将所有的调试所需的文件放在同一个目录里, 以便于调试在所有设置完成之后点击 OK 退出图 3-7 建立新的项目这时系统将在所选择的路径里生成一个后缀为.mcp 的文件添加 ( 删除 ) 节点文件接下来需要把调试所需的文件加入到项目里用户将会在主界面里看到一个 *.mcw 的窗口, 在 *.mcp 的树下有四个分支, 分别是 Source Files ( 源程序 ) Head Files ( 头文件 ) Object Files ( 目标文件 ) 及 Library Files 库文件如图 3-8 所示用户可以右键点击相应的分支使用 Add Files ( 添加文件 ) 来添加文件, 这些文件通常被称之为节点文件, 是需要在调试过程调用的同样的用户可以在选定的文件上使用右键菜单来删除文件, 在删除节点文件之前先用户需要确认这些文件已经不再该项目中发生作用

图 3-8 添加文件图 3-9 添加文件的结果 3.4 使用 ICD2 进行调试 3.4.1 调试准备步骤在完成前面的设置应正确连接好硬件之后, 用户就可以开始使用了 3.

MPLAB ICD2 信息页里将提示 Target Device **** found,revision=**, 如图 3-10 所示,

12 图 3-8 添加文件图 3-9 添加文件的结果 3.4 使用 ICD2 进行调试调试准备步骤在完成前面的设置应正确连接好硬件之后, 用户就可以开始使用了连接使用主菜单的 Debugger->Connect, 或直接使用工具栏上的快捷图标来连接连接成功之后在 Output 窗口的 MPLAB ICD2 信息页里将提示 Target Device **** found,revision=**, 如图 3-10 所示, 如果提示 ICDWarn0020:Invaild target device id 那么请检查电源设置以及 6 芯电缆的连接情况

图 3-10 主界面及信息窗口 3.4.1.2 编译接下来用户要进行编译, 以便生成相应的调试文件点击主菜单的 Project->Build All 来编译整个项目, 或者使用工具栏上的快捷图标如图 3-10 所示编译的结果将在 Output 窗口的 Build 页显示如果编译发现了错误, 则将不能生成调试所需的.

13 图 3-10 主界面及信息窗口编译接下来用户要进行编译, 以便生成相应的调试文件点击主菜单的 Project->Build All 来编译整个项目, 或者使用工具栏上的快捷图标如图 3-10 所示编译的结果将在 Output 窗口的 Build 页显示如果编译发现了错误, 则将不能生成调试所需的.hex 文件, 这样是不能继续进行下一步的用户需要根据该页的提示改正程序之后, 重新编译, 直至编译器没有发现错误编程 ( 烧写 ) 当 Output 窗口的 Build 页中提示编译成功之后, 编译过程生成了相应的.hex 文件此时用户需要使用工具栏上的编程快捷图标对目标芯片进行编程, 在编程时需要注意芯片的 CONFIG 字设置 ( 祥见设置芯片的 CONFIG 字 ) 以及编程区域设置 ( 祥见设置编程选项 ) 如果编程过程中出现 Config 区校验失败的提示, 请检查芯片的 MCLR 脚电路如果您采用的是直接接到电源的上拉方式, 请直接断开该线路

14 3.4.2 运行及调试在编程成功之后用户就可以进行调试了 ICD2 提供了多种运行及调试的手段综合运用这些运行调试手段可以比较方便的验证程序的功能, 并发现其中存在的缺陷和错误运行方式按工具栏上的快捷图标的顺序由左至右,ICD2 运行的方式有 : Run : 全速运行, 如果运行过程中遇到了断点将会停止使用这个运行方式可以直观的观察到程序的运行效果, 并整体的验证其功能 ; Halt : 停止运行请注意, 由于 ICD2 是通过使用 Flash 工艺芯片的自编程功能来实现调试功能的, 在执行此功能时, 并不代表芯片已经实际停止了运行, 而只是不再执行当前程序的功能了此时如果发生了掉电或者干扰导致芯片与 ICD2 主机之间发生了通信错误, 则用户需要重新执行连接 -> 编程的过程 Step Into : 单步执行使用单步的功能可以观察到当前语句执行的效果利用单步功能可以实现多种调试目的, 例如, 可以使用该功能来观察程序分支的跳转方向, 或者用来观察数据的转移运算等 Step Over : 块单步使用这个功能时系统将跳过子程序的调用过程, 直接执行到调用的下一语句, 这样用户在遇到 CALL 语句时就可以利用这个功能直接看到调用的结果了假如该语句调用的是没有必要进行分析的延时子程序, 那么使用此功能就可以避免陷入单步执行烦琐的循环过程的麻烦 Reset : 使芯片复位对于汇编源程序来说, 执行此功能后程序 PC 将指向芯片的复位地址 ; 对于 C 语言源程序来说, 执行此功能后程序 PC 则是指向 main() 函数首地址

15 断点设置断点功能是在调试中经常使用到的功能, 这项功能使芯片在运行到相应的程序语句时停止下来在程序运行到断点停下为的时候, 用户可以根据目标板的运行情况或者相关 RAM 的值来分析运行的情况 ICD2 只能提供一个断点观察变量设置在运行调试的过程中, 用户可能经常会需要观察一些寄存器的值为了使用方便, 可以把一些经常要查看的寄存器设置为观察变量使用主菜单命令 View->Watch 来进行设置, 系统将会弹出一个 Watch ( 观察变量 ) 窗口如图 3-11 所示图 3-11 观察变量窗口在窗口的 Add SFR 按钮后面的下拉菜单中显示的是特殊寄存器的名称, 用户可从下拉菜单中选取并使用 Add SFR 按钮将需要观察的特殊寄存器添加到观察变量列表中同样的, 用户可以在 Add Symbol 按钮后的下拉菜单中选取自定义的标号, 并使用该按钮将所选标号添加到观察变量列表中去为了观察的方便, 用户还可以利用观察变量窗口中的 Watch1 ~ Watch4 4 个子窗口分类添加观察变量 ICD2 提供了多种的变量观察方式, 用户可以使用包括用户自行设定的观察变量以及通用存储器程序存储器硬件堆栈和 EEPROM 等窗口使用主菜单的 View 选项可以打开或关闭这些窗口

16 3.5 调试的限制条件 MPLAB ICD2 的调试功能实际上是通过在芯片中写入一段监控程序来实现的芯片通过这个监控程序来执行上位机的指令, 并把运行结果返回到上位机因此在使用 ICD2 进行调试时, 有一些限制条件, 主要体现在调试手段及仿真的功能的限制以及需要占用芯片资源本节我们给出了一些主要的限制条件, 详细情况请参考 MPLAB-IDE 中的 ICD2 帮助文件调试手段的限制 ICD2 的调试手段的限制主要有以下几点 : 1) 用户只能设置一个单次断点 2) 使用单步不能响应中断由于的硬件条件限制,ICD2 在执行单步时不能跳转到中断入口处 3) 用户可以访问堆栈, 但是不能观察其变化 4)MPLAB-IDE 状态栏中显示的时钟频率与实际的情况无关其时钟频率是由用户板上的振荡情况决定的,IDE 不能正确的体现它 5) 每次修改程序之后或通讯异常都需要重新对芯片进行编程仿真的功能的限制 ICD2 的仿真功能的限制主要有以下几点 : 1) 调试时不能使用 SLEEP 指令, 也就是说无法仿真睡眠的情况 2) 调试时不能使用 WDT 3) 调试时不能开启芯片的代码保护 ( 不能烧写保密位 ) 4) 调试时不能开启低电压烧写模式几种芯片的特殊限制 PIC12F629/675 PIC16F630/676: 1) 必须使用内部振荡或外部有源振荡 ; 2)MCLR 脚必须是高电平 ; 3) 当 GP1/RA1 为高电平时将无法进行调试 ; 4) 不能在对 GPIO 操作的指令上设置断点

17 PIC18FXXX: 1) 设置的程序区起始地址必须是从 00 地址开始的每 8 个程序行为一组的程序块的第一行, 结束地址必须是从 00 地址开始的每 8 个程序行为一组的程序块的结尾例如起始地址可以设置为 0x10, 而不能是 0x12; 结束地址可以是 0x1F 而不能是 0x14 2) 对于 PICXX20,AVDD 和 AVSS 引脚必须接上占用的芯片资源 MPLAB ICD2 占用的芯片资源如下 : 1) 占用 MCLR 引脚, 以及串行编程的时钟及数据脚 ; 2) 占用 2 级硬件堆栈 ; 3) 占用了部分程序区及 RAM( 祥见 ICD2 帮助文件 ) 客户在调试时需要注意不要占用预留给调试接口 ( 包括监控程序 ) 的资源, 在调试小容量引脚数量较少的芯片时要注意合理分配资源

18 第四章使用 ICD2 作为烧写器 4.1 ICD2 的烧写设置选择芯片首先, 用户需要选择调试芯片的型号 ( 不同系列的芯片其调试系统是不一样的 ), 点击主菜单的 Configure->Select Device, 在选择芯片型号窗口的下拉菜单里选择需要调试的芯片型号如图 4-1 所示图 4-1 选择芯片型号窗口选择了相应芯片之后用户将会在选择芯片型号窗口的 Microchip Programmer Tool Support 框里看到 Microchip 烧写工具对该芯片的支持情况其中 : 1) 红点表示该工具目前还不支持当前芯片 ; 2) 绿点表示该工具可以支持当前芯片 ; 3) 黄点表示该工具目前对当前芯片的支持还处在测试状态 ; 在选择芯片完型号之后点击 OK 确认设置工具选项选择工具类型如果用户选择 ICD2 作为烧写工具, 那么需要在 MPLAB IDE 中进行设置点击主菜单的 Programmer->Select Programmer, 选择为 MPLAB ICD2

19 这时系统将会提示 ICDWarn0030: ICD2 is about to download a new operating system. Downloading Operating System 这是系统在下载配合该芯片使用的硬件操作系统, 用户需要等待一段时间以便完成此操作当硬件操作系统下载完成之后, 系统将会检查 ICD2 的连接情况如果提示 Target Device **** found 那么一切正常 ; 如果提示 ICDWarn0020:Invaild target device id 那么请检查电源设置以及 6 芯电缆的连接情况设置通信方式如果用户连接了 ICD2 的 USB 线, 并安装了相应的 USB 驱动程序, 那么 MPLAB IDE 将默认 ICD2 的通信方式为 USB 接口方式如果用户使用的是串行端口, 那么需要重新来设置它点击主菜单的 Programmer->Settings 系统将弹出一个 MPLAB ICD 2 Settings 窗口, 选择 Communication 页设置方法请参看设置通信方式, 设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置设置编程选项在 MPLAB ICD 2 Settings 窗口里选择 Program 来设置相应的编程选项设置方法请参看设置编程选项, 设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置电源设置在 MPLAB ICD 2 Settings 窗口里选择 Power 来设置相应选项, 在作为编程器使用时用户必须把 Power target circuit from MPLAB ICD2 ( 从 ICD2 供电 ) 前面的勾选上使用 Update 按键可以让用户知道目前目标板上的 Vdd Vpp 以及主机提供的烧写电压情况设置完成后点击下方的应用按钮来保存设置

20 工具信息用户还可以在 MPLAB ICD 2 Settings 窗口面了解到烧写器器其他相关的信息 : a) Status 栏目 : 显示当前状态, 在此栏目中可以执行自检 ; b) Warning 栏目 : 显示警告信息, 用户可以在这个栏目里决定是否打开相关的警告信息 ; c) Limitation 栏目 : 从这里用户可以了解到 ICD2 的一些使用限制 ; d) Versions 栏目 : 版本信息 ; 当 MPLAB ICD 2 Settings 窗口的所有项目设置完成后, 如果点击确定退出设置, 则系统将会保存所有当前的设置 ; 如果点击 MPLAB ICD 2 Settings 窗口右上方的 X 来退出设置, 那么所有未应用的设置将不被保存设置芯片的 CONFIG 字要使芯片能正确地工作用户还需要设置相应的 CONFIG 字, 点击主菜单的 Configure->Configuration Bits 来进行相应的设置系统将会弹出一个 Configuration Bits 窗口, 如图 4-2 所示图 4-2 Configuration 设置窗口点击 Setting 列里面的相应选项之后系统将会出现一个下拉菜单, 用户可以在这个菜单里面选择相应的设置请注意此时用户需要将 Background Debug ( 背景调试 ) 选项关

21 闭另外除非有特殊需要, 否则最好将 Low Voltage Program ( 低电压编程 ) 选项关闭如果选择开启了这个选项, 那么芯片将会在特定条件下启动低电压烧写模式 ( 详情请参看该芯片的烧写资料 ) 芯片的其它配置需要根据实际情况来选择, 否则芯片可能无法正常工作 4.2 导入烧写代码文件在进行烧写之前, 首先要将需要烧写的代码文件 (.hex 文件 ) 导入到内存中用户可以使用主菜单的 File->Import 命令来导入需要烧写的 hex 文件如果用户希望从母片中导入代码文件, 那么可以使用主菜单的 Programmer->Read 来将代码读入内存中, 读入之后根据实际应用情况设置 CONFIG 字之后即可烧写 4.3 烧写芯片导入代码文件之后即可进行芯片的烧写, 用户即可以使用主菜单的 Programmer 子菜单下的烧写相关命令, 也可以使用工具栏的快捷图标来进行相关操作工具栏的快捷图标从左到右依次对应的主菜单操作是 : Program: 烧写芯片 Read: 读取芯片内容如果被读取的芯片已经保密, 那么读出的内容将不是正确的代码, 而是有一定规律的无用代码 ( 通常全是 0) Verify: 程序区校验如果目标芯片已被保密, 那么将提示校验失败 Erase Part: 擦除目标芯片执行此操作成功后, 目标芯片将成为空白芯片 Blank Check: 检验目标芯片是否为空白芯片

22 第五章常见问题 1 ICDWarn0020:Invaild target device id 出现这项提示时请确认 : 用户板上的芯片是正确的 ; 芯片与主机之间的通信良好 ; 电源设置是否正确 ; 2 ICDWarn0019:Debug mode is not enabled 出现这项提示时请确认 : 芯片与主机之间的通信是否良好 ; 在设置芯片的配置字时是否打开了背景调试选项 ; 芯片的振荡是否正常 ;

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