仿真技术在单片机开发中的应用new

《仿真技术在单片机开发中的应用new》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、万方数据仿真技术在单片机开发中的应用韩洪照(武汉铁路职业技术学院湖北武汉430205)摘要：以电子琴系统为例介绍仿真技术在单片机开发中的应用．用MCS一51单片机使用软硬件协同仿真技术，模拟整个系统，从而达到降低设计风险，节省开发时间和开发费用的目的关键词：单片机；仿真技术；软硬件协同仿真；电子琴系统；MCS一51单片机中图分类号：TP36文献标识码：A单片机诞生于20世纪70年代末．是一种体积小、功耗低、扩展灵活的集成电路．它采用超大规模集成电路技术把中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、多种I／O口和中断系统、定时器／计时器等功能集成到一块硅

2、片上而构成的功能完善的高集成计算机系统。单片机经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，广泛应用于多种领域．每一个智能系统的核心都在于微处理器．因此单片机的开发越来越受到重视。但原理设计完成后．需要自己反复调制电路或多次制作印制电路板来测试．这大大增加了开发成本．成为推广单片机研发的障碍。近年来．计算机仿真技术取得了快速的发展．同时推动了单片机仿真技术的进步。计算机仿真(ComputerSimu．1ation)技术是一门多学科的综合性技术，它具有高效、安全、受环境约束较少的特点．是以计算机为基础工具．经历建立模型、仿真实验、数据处理、分析验证等步骤．利用模型模拟现实环境系统进行

3、动态试验。例如，汽车或飞机的驾驶训练模拟器．就是集成了计算机技术、网络技术、图形图像技术、面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理和自动控制等多个高新技术领域的知识．利用模型模拟实际情况进行实验研究的计算机仿真技术成果。软硬件协同仿真fsoftware／hardwareCO—simulation)作为计算机仿真中一支极有特色的应用分支．近年来更是发展迅速。软硬件协同仿真是在最终硬件没收稿13期：2010-09—21182科技创业月刊2011年第3期有准备好之前进行软件和硬件的协同验证．它的目的是希望在设计的早期验证系统软硬件的正确性．特别是功能的正确性和性能的高效性。1单片

4、机仿真技术在单片机设计周期中．采用传统的方法是硬件和软件分开开发．如有与硬件相互作用的软件编码．软件设计工程师在获得硬件之前编写完成．直到硬件设计完成才能进行除错处理．并在硬件完成后才将系统集成在一起．开始进行实时软件和整体调试。通过采用软硬件协同仿真技术．可以在尚未生产出硬件之前对虚拟模型进行早期调试．并为软件调试提供虚拟平台．从而对包含硬件在内的整个系统进行功能验证．节约了准备硬件平台的时间。由于考虑了软件实际运行的情况．所以验证能够更接近实际应用环境．更容易发现设计中的问题．避免早期设计错误．克服单片机开发成本高的缺点．用软件方式模拟整个系统．降低设计风险。这样节的开

5、发介绍软硬件协同仿真技术。2电子琴系统设计该方案的核心是采用伟福单片机仿真器模拟电子琴．可以实现软硬件同步仿真。在该系统中．仿真板作为硬件仿真和调试界面．单片机仿真软件负责系统执行、监控断点、单步执行、内存和寄存器数据返回给硬件仿真板时产生和捕获、内部功能模块(如定时器，串口)的运行等功能。电子琴系统包括AT89S51单片机、矩阵式键盘、控制模块、音频模块以及显示模块(见图1)。省了开发时间和开发费用．其程序烧录、硬件连接几乎和硬件仿真器完全一样。目前．软硬件协同验证技术对低层次仿真的研究比较成熟．其一般模式是软件调试环境、微处理器模型和硬件RTL描述的协同仿真。通常软件环

6、境和硬件环境都有自己的除错和控制界面．软件通过一系列由处理器启动的总线周期与硬件的交互作用。笔者以电子琴圈1电子琴设计框图(1)AT89S51单片机。在此系统中采用AT89S51单片机(见图2)。AT89S51有40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器。128bytes的随机存取数据存储器(RAM)，32个外部双向输入／输出(L／O)121．5个中断优先级2层中断嵌套中断．2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口．看门狗(WDT)龟路，片内时钟振荡器．是个低功耗、高性能的8位芯片。芯片兼容标准MCS一51万方数据目】*^*”*4#自目口种《率f同的脉冲付号

7、经垃#呜*播＆m来就形成忧盖∞☆g。65536Jj2fr倒¨．*TAII_=65536n=IMltz求珊啬DO(261ble)十自DO(523Hz)高☆DO(1046Hz)CN设口韧值．T-65536一N=65536-fi÷2+h=65536—1000000+2+fr=65536_50000(I／fr低音DO∞+I'---65536500000／262=u十*DO(523Hz)为倒汁算计盯寸63627埘蝌周期=1／523／2=19j2“s，仁9鲥阱十}n0∞7"-65536—500000／523=山口定时g＆每计数