单片机虚拟实验室的建立

《单片机虚拟实验室的建立》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、单片机虚拟实验室的建立作者：凉山州机电学校马正强（收稿日期：2004-10-13）摘要：单片机应用技术所涉及到的实验实践环节比较多，而且硬件投入比较大。在具体的工程实践中，如果因为方案有误而进行相应的开发设计，会浪费较多的时间和经费。本文以学校单片机课程的实验教学为背景，较为全面地阐述采用仿真实验的方法。关键词：proteus软件单片机仿真虚拟实验室参考文献1proteus6.0中ISIS帮助2李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1993　引言　　单片机课程是机电

2、、自动化等专业的一门重要课程，可以充分体现学生利用已学知识解决实际工程问题的能力。由于该学科是多基础、多理论的实践性学科，在教学过程中必须软件硬件结合，因此有学生感到难学，教师感到难教这样的尴尬。　　现代科技的发展，促进了计算机技术在软件和硬件上的飞速发展，利用计算机软件的仿真技术，可以充分地仿真诸如电路的工作等实际的工程问题。作者无意中找到一款软件Proteus，解决了许多的问题，而单片机虚拟实验室也是以该软件为核心建立起来的。1Proteus介绍　　Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它

3、不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。(1)proteus的工作过程　　运行proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置view菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p(

4、从库中选择元件命令)命令，在pickdevices窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source菜单的Definecodegenerationtools菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source菜单的Add/removesourcefiles命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。(2)Proteus软件所提供的元件资源　　Proteus软件所提供了30多个元件库，数

5、千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等，具体情况如表1所列。6　　　　　　　　(3)Proteus软件所提供的仪表资源　　对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题，其提供的仪表如表2所列。　　除了表2所列的测试仪表外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。图形显示功能如表3所列。　　　　　　　　　　　　

6、6　　　　　　　　　　　(4)Proteus软件所提供的调试手段　　Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号，如表4所列。　　　　　　　对于单片机硬件电路和软件的调试，Proteus提供了两种方法：一种是系统总体执行效果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。　　对于总体执行效果的调试方法，只需要执行debug菜单下的execute菜单项或F12快捷键启动执行，用debug菜单下的pauseanimation菜单项或pause键暂停系统的运行；或用

7、debug菜单下的stopanimation菜单项或shift-break组合键停止系统的运行。其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。　　对于软件的分步调试，应先执行debug菜单下的start/restartdebugging菜单项命令，此时可以选择stepover、stepinto和stepout命令执行程序(可以用快捷键F10、F11和ctrl+F11)，执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了start/restartdebuging命令后，在debug菜单的下面

8、要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等，可供调试时分析和查看。2实验的组织　　在单片机的理论教学和实验中，所涉及到的内容包括了四方面，即单片机系统资源、软件技术、硬件接口电路、软件和硬件结合的应用系统。因此教师在进行教学时，应该充分考虑课程的特点并作合理的模块划分，在每次实验课程前作适当的准备工作，以使教学任务能集中和突出。以下例子中所涉及到的单片机均为51系列。6(1)系统资源的实验教学　　任何一种单片机均提供了一定的系统资源。对于51系列单片机来讲，其