基于Proteus软件的单片机实验室建设

金色传说

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
, E/ c8 Y1 }  W( s5 b$ @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
! ^, e, l7 h% X, D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
/ W4 }# t+ s( ]" i; {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
! j8 t* h) v0 B" [1 h! E有较高的推广利用价值。
) t) o; t6 w: z* ~关键词:单片机仿真实验室 建设 Proteus
, `5 o; E3 ]0 P
- D" h1 M8 T. O1 [1 X2 M' G8 z单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技
术,应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展和推广
极大地推动了电子工业的发展,其在教学和产业界的技术
推广仍然是当今业界的一个热点。单片机技术是现代电
9 s# ?- U4 ~+ a6 V) o9 P* M子工业中不可缺少的一项技术,掌握单片机技术是电子信
息类专业学生就业的一个基本条件。
目前各个高校都建立了单片机实验室,并且基本都是
& R. Q" `" K2 i; x. P采用相应的硬件仿真设备;但是由于单片机的种类繁多，
& ^- X) f1 b8 s  |5 y& w再加上资金的限制,不可能在--个实验室包括所有种类的
单片机仿真设备。下面结合我校的单片机实验室建设浅
  q- @, M2 Z% h3 P& P谈一下我们的作法。
1引入单片机软件仿真系统
伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展,在各个领
域都出现了各种仿真系统，为各种实际系统的开发提供了
准确可靠的保证,同时节约了大量的人力和物力。电子信.
1 B7 L* ]. z8 s6 b0 G2 O0 A息技术领域也不例外,出现了大量的仿真工具,如各种
8 V: N' u2 ?- v0 fEDA工具:模数混合仿真的Multisim .orcad. protel等，
数字系统设计仿真的Maxplus II、Fundation. Expert等,系
统仿真软件Systemview等。.
目前,在我校已建立了EDA实验室,配备了Multi-
3 y3 |  j, d1 ?+ Z* Fsim、Protel、Maxplus II( Quatues)、Systemview等软件和
: G* s& D( n+ t( ]) u1 N% V# g配套硬件;但这些软硬件对单片机的仿真无能为力,因此
- e9 W/ m+ |. _. ?5 ~/ y# p仍然需要建立单片机实验室。过去,在单片机实验室的建
设中基本都是采用硬件仿真系统,所以为了保证实验的顺
- K1 b9 y' z8 ^( t利开设,同类型的硬件仿真开发系统就需要采购多套设
4 L% f* U- I& U0 ~  O( ]备,这样硬件的投资成本相对较高。
另一个很重要的原因就是,目前单片机的课程除了主
3 {$ X( Q7 p+ S4 J5 P要开设8051 系列单片机课程之外,还开设AVR系列、
" z8 H8 T8 c9 o8 J, NPIC等系列的选修课。为了保证相应实验的开设,必须要
8 L! c" g" ^* y' h, t有配套的实验系统。如果要保证一.定的实验硬件设备套
( |6 n) e7 P" J) V数,将是一笔更大的开支。所以在目前经费非常紧张的情.
况下,根据经验，引入单片机软件仿真系统,就可以大大减
少硬件设备的采购,同时降低对硬件设备进行维护的工
0 l/ H" J, i: P% l作:量。
: h. v  X9 Y6 L# {; R8 m/ p6 l2选择单片机软件仿 真系统的标准
) B" }& n7 X. w- G+ \) K8 N目前,具有单片机仿真功能的软件比较多,如何选择
$ n# Y& u* S6 U$ T软件,必须要有一个标准,以下是我们在建设实验室时遵.
7 L) L, ^/ y/ C# _循的标准。
! l9 A  p6 V* y( b(1) 单片机仿真和SPICE电路仿真相结合
在仿真单片机系统时,不仅需要知道单片机内部各种
寄存器、数据存储器以及各个端口当前的状态,更重要的
" D6 o4 |) G- u# n& j  @1 j7 v是要完成人机通道、前向通道、后向通道、相互通道的配置
与接口。在这些接口电路中,有许多是模拟电路,而模拟
电路的仿真就需要SPICE模型，因此必须要求该系统具
有SPICE电路仿真功能。
1 s& ~7 t& r) j0 D+ W/ q(2)支持主流单片机系统的仿真
目前广泛采用的单片机系统有68000系列、8051系
列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
3 w& r3 b) G1 d4 t5 u7 O" d: @系列、HC11系列等。很显然,如果该软件支持的单片机
- U! v0 X3 L' H) y5 e  X4 }系统的系列很少,那就没有任何优势可言。因为不可能为
! w) H4 v9 |6 {: H每一个系列的单片机配备一套软件,所以要求该软件尽可
能将多个系列的单片机集成在一起。

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目前广泛采用的单片机系统有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列等