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Tipps für die Fehlersuche (= Debugging)

Allgemein

Um die Fehlerursachen zu finden, empfiehlt sich folgendes, generisches Vorgehen:

<uml> @startuml

start :; repeat 

if (War die Teilfunktion schon \njemals lauffähig?) then (Ja)
  while (nicht lauffähig?)
  :Teile das System in Untersysteme;
  :Tausche Untersysteme aus;
  :Reduziere die Wechselwirkungen \nder Untersysteme;
  :Prüfe das Untersystem;
  endwhile
else (Nein)
  :;
endif

repeat while (more data?)

stop

@enduml </uml>

Hardware

  • Versuchen Sie bei der Fehlersuche Schritt für Schritt vorzugehen.
  • Ist die Stromversorgung an und richtig eingestellt? (z.B. Strombegrenzung nicht auf 0A, kein electric Fuse aktiv)
  • Falls die Spannung zusammenbricht oder das „F“ für Fuse aktiv ist, spricht dies für einen Kurzschluss der Versorgung gegen Masse. Wenn Sie gesockelte Chips haben, können diese entfernt und geprüft werden, ob der Fehler noch anliegt.
  • Sind Messgeräte und Stromversorgung an und richtig eingestellt (z.B. Abschlusswiderstand)
  • Passt die Verkabelung? Ist Ground korrekt angeschlossen?
  • Sind die passenden Widerstände an der richtigen Position? Und sind die Dioden in richtiger Richtung bestückt?
  • Können Spannungen als Zwischenwerte gemessen werden?
  • Sind die Pins richtig angeschlossen? Z.B. Spannungsversorgung am OPV
  • Fall Sie einen Fehler in der Kommunikation vermuten: verbinden Sie RX mit TX und überprüfen Sie, ob am gleichen Bauteil das korrekte Signal ankommt.

Software

  • Wichtig ist, dass Sie zunächst eine Ausgabemöglichkeit schaffen. Die kann ein digitaler (oder analoger) Output Pin oder eine LCD-Anzeige sein. Ohne diese ist eine strukturierte Fehlersuche schwer möglich. Versuchen Sie die Ausgabemöglichkeit als erstes zu programmieren und zu testen.
  • Wenn Sie zur Fehlersuche Ihr Programm ändern, machen Sie eine Sicherungskopie des Programms. Weiterhin sollten Sie die zur Fehlersuche geänderten Zeilen markieren (z.B. mit dem Kommentar DEBUGGING!)
  • Falls das Programm nicht die von Ihnen gewünschte Ergebnisse liefert, dann versuchen Sie zunächst möglichst weiträumig Code auszukommentieren. Falls dann das Programm noch einen sinnvollen Ablauf zeigt, kann Schritt für Schritt die Auskommentierung aufgehoben werden.
  • Nutzen Sie die Möglichkeit nach Zwischenschritten eine Wertänderung auszugeben (z.B. Ausgabe am LCD). Damit kann ermittelt werden ab welcher Zeile der tatsächliche Ablauf vom gewünschten abweicht.
  • Prüfen Sie mit Hilfe der AVR Checkliste nach bekannten Fehlerquellen
  • Falls Sie dann immer noch nichts finden: Schreiben Sie eine Frage an den Betreuer. Achten Sie dabei auf das richtige Stellen von Fragen

Häufige Fehler

  • Auf den I2C Leitungen ändert sich nichts, obwohl der IC etwas ausgeben sollte:
    1. Überprüfen Sie die Pullup-Widerstände: Sind welche verbaut? Welche Größe haben diese? (typisch: 10kOhm). Wenn keine Verbaut sind, so wechselt das Signal nur zwischen 0V niederohmig und 0V hochohmig. Dies ist am Oszilloskop nicht zu unterscheiden.
    2. Ist ein hochohmiger Widerstand $R_L$ entlang der Leitungen verbaut? Falls ja erzeugt dieser einen Spannungsteiler mit dem Pullup-Widerstand. Wenn $R_L$ groß ist, so liegt zwischen $R_L$ und Pull-up fast die Versorgungsspannung an.

Tipps für die Fehlerkorrektur (Bugfixing)

  • Bei größeren (Serien)Projekten steht einer einfachen Elektronik-Fehlerkorrektur häufig die komplexe Validierung und Tests der Hardware im Weg. Entsprechend kann es sich anbieten die Fehler über ein Mod-Board - also einem kleinen Zusatzboard - zu korrigieren. Dafür bietet sich beispielsweise ein kompakter Chip, wie der 6 Pin SOT PIC10F206 oder der Attiny10 an.