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摘要:在电类专业教学中,单片机的实验室建设大多采用硬件仿真器配目标实验板方式,不仅需采购大量的硬4 P; ^) Z. b0 t# O: ^
件设备,而且设备维护工作量也非常巨大。本文提出一种基于软件仿真的单片机实验室建设方案。该方; S- D+ K5 u" L5 D+ S
案配置有限的硬件设备,很好地解决了资金和设备维护问题;大量的仿真工作是在软件环境中实现,大大+ F* r# D4 \' G- y. m* f
增强了实验室向学生开放的便利性。在实际运行中,取得了良好的教学效果。该方案目前在国内高校具
+ o. K( m( Y2 Z+ k6 A4 h, a9 N1 h有较高的推广利用价值。
$ F2 o8 s! @" ^1 b, h8 Y关键词:单片机仿真实验室 建设 Proteus
# @& c6 P. w* R" I
5 R2 ?2 V; ^ F( t单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技% q: h5 _4 U, ~
术,应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展和推广9 ?( m M* r& T" S3 Y6 x% W( L2 Q+ J$ s
极大地推动了电子工业的发展,其在教学和产业界的技术) \( Z: b4 o: R- x0 u
推广仍然是当今业界的一个热点。单片机技术是现代电5 l1 K. z ^9 a! w7 v$ }7 j7 B( `
子工业中不可缺少的一项技术,掌握单片机技术是电子信 ]# q/ O; O! P/ H6 j. O
息类专业学生就业的一个基本条件。
; [! V4 C" e' y4 V# ~. ?目前各个高校都建立了单片机实验室,并且基本都是3 r2 k8 m' t" r- B
采用相应的硬件仿真设备;但是由于单片机的种类繁多，% m* N: M3 {/ F7 `. d/ [: [
再加上资金的限制,不可能在--个实验室包括所有种类的! w/ n: l7 P' @# {. R# g1 e2 M
单片机仿真设备。下面结合我校的单片机实验室建设浅' X4 r* M8 p- Y* H& t/ M1 J( [
谈一下我们的作法。+ w1 N6 ]- x. n; R1 G) v* c: U& F
1引入单片机软件仿真系统" B4 ^% l! x- [6 Z# f8 Y6 o
伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展,在各个领
# {- r4 ]1 w8 l1 K/ E5 j0 s域都出现了各种仿真系统，为各种实际系统的开发提供了
. a* {8 d* e, I; t准确可靠的保证,同时节约了大量的人力和物力。电子信./ x1 \3 r1 b) h6 v$ G) ~" j
息技术领域也不例外,出现了大量的仿真工具,如各种
9 l2 w5 M9 x5 i7 ^5 VEDA工具:模数混合仿真的Multisim .orcad. protel等，
7 c* Q4 F( \5 S8 v数字系统设计仿真的Maxplus II、Fundation. Expert等,系3 N9 U8 N& U9 x$ b
统仿真软件Systemview等。.
' \- e3 C+ r9 s: Q) ]目前,在我校已建立了EDA实验室,配备了Multi-
0 o+ q! Q2 ?9 ]; v m5 a3 |8 rsim、Protel、Maxplus II( Quatues)、Systemview等软件和
% j1 H7 O! }( K: f+ b配套硬件;但这些软硬件对单片机的仿真无能为力,因此7 O0 X& T, O4 C8 g$ ]) ^1 k( S
仍然需要建立单片机实验室。过去,在单片机实验室的建3 s6 {) N% R5 [+ w- J& n
设中基本都是采用硬件仿真系统,所以为了保证实验的顺
+ N& _4 R- E9 M+ q# T7 r, {% E- ^利开设,同类型的硬件仿真开发系统就需要采购多套设7 o; V& S0 s7 G3 T
备,这样硬件的投资成本相对较高。
4 n; M% S U- R% Z9 r: U# n另一个很重要的原因就是,目前单片机的课程除了主- F9 |; {* b( l
要开设8051 系列单片机课程之外,还开设AVR系列、1 ]+ U5 J6 ^4 L; T" W3 C0 C' I
PIC等系列的选修课。为了保证相应实验的开设,必须要4 R# {% I5 k0 x8 O
有配套的实验系统。如果要保证一.定的实验硬件设备套+ G2 m: _. R) [' ^6 X% m# Y2 \
数,将是一笔更大的开支。所以在目前经费非常紧张的情./ M. z' D: h% |" |. m
况下,根据经验，引入单片机软件仿真系统,就可以大大减
, B. M: Z- F" {少硬件设备的采购,同时降低对硬件设备进行维护的工' ]/ |/ d4 |7 l0 R, m( n
作:量。
1 u" }) d- w% a9 @2 q- P2选择单片机软件仿 真系统的标准) ~* N3 ]/ a. J4 z- r' Y i
目前,具有单片机仿真功能的软件比较多,如何选择
4 b+ C( }9 m9 t. H% h: {软件,必须要有一个标准,以下是我们在建设实验室时遵.
3 g S- Y% Z+ h循的标准。
& J* r# W. @7 a# b6 D5 k. F(1) 单片机仿真和SPICE电路仿真相结合
* {2 ?0 S9 F9 W' o在仿真单片机系统时,不仅需要知道单片机内部各种1 F9 l$ V8 ], m- M' n5 B9 J& m. p
寄存器、数据存储器以及各个端口当前的状态,更重要的9 R7 r) B- @4 q0 ~/ ?2 L+ U
是要完成人机通道、前向通道、后向通道、相互通道的配置8 c. v) [* D" z, k3 O
与接口。在这些接口电路中,有许多是模拟电路,而模拟
* L8 u& r8 X1 t& j$ i ?* c电路的仿真就需要SPICE模型，因此必须要求该系统具$ J$ j: h Y0 p
有SPICE电路仿真功能。1 E) R" \5 [ M; r* C* J3 U
(2)支持主流单片机系统的仿真3 ?6 h9 |# V8 s; Q0 `3 v
目前广泛采用的单片机系统有68000系列、8051系3 B9 I' R' s& }: a
列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
1 l% l$ p' I/ }' a# N系列、HC11系列等。很显然,如果该软件支持的单片机
$ O! W3 J5 r% j系统的系列很少,那就没有任何优势可言。因为不可能为: V1 B: U. {4 F1 C: R
每一个系列的单片机配备一套软件,所以要求该软件尽可
+ e# V% _3 n5 B! a能将多个系列的单片机集成在一起。
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( l" d5 g9 }, s. _! ^$ }$ P附件下载：5 F+ H( V) ]# {
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发表于 2020-2-4 12:48
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