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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/ o* B# W) Y6 a3 b7 t
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
5 L- t& Q; b8 G. v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
# t( @3 a% P1 r) ^3 P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0 ?) { X' f3 O p. e! h) Z1 v7 }
有较高的推广利用价值。 i( Z V- n9 k' A$ u; z
关键词:单片机仿真实验室 建设 Proteus
6 |/ X( ` h( [1 T9 w% a0 P6 M% y+ s- u/ K
单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技, f- \# K7 m0 C5 \2 h& [( ?8 T
术,应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展和推广! n" V: ?+ r, t$ l
极大地推动了电子工业的发展,其在教学和产业界的技术3 {4 H! ~$ R: F6 _ N' ~! `& R
推广仍然是当今业界的一个热点。单片机技术是现代电
& J( D2 I# `# A% n子工业中不可缺少的一项技术,掌握单片机技术是电子信; o9 A+ ^! q5 E7 s
息类专业学生就业的一个基本条件。' \- s% Q, O( }8 K
目前各个高校都建立了单片机实验室,并且基本都是. Z( z, f, ]6 {2 |7 ^$ i( z% I: N
采用相应的硬件仿真设备;但是由于单片机的种类繁多，
( g* U. Z# W' t r7 d' L再加上资金的限制,不可能在--个实验室包括所有种类的
0 v3 R9 G3 H" H K/ z6 U( ~4 \1 i单片机仿真设备。下面结合我校的单片机实验室建设浅# U! c H! z1 j2 d! a+ J# _
谈一下我们的作法。- N; A9 Q; Y. z( q: k9 e9 R9 S/ l" w
1引入单片机软件仿真系统
3 [/ t5 _& w" q5 t. ^: d伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展,在各个领
8 f! g+ ^8 a. O3 _& }9 a5 [; B域都出现了各种仿真系统，为各种实际系统的开发提供了! ?: H0 l! H" B* M& z
准确可靠的保证,同时节约了大量的人力和物力。电子信.
- p' U- X4 ]. F息技术领域也不例外,出现了大量的仿真工具,如各种
: m& V* I3 ?/ D8 t, I4 OEDA工具:模数混合仿真的Multisim .orcad. protel等，5 r) q0 q9 r& H5 p4 I) x1 y& Q
数字系统设计仿真的Maxplus II、Fundation. Expert等,系
1 q/ Y8 ]+ T% G$ K6 ~! G! J+ S统仿真软件Systemview等。.1 y6 m. {: m. W4 q l
目前,在我校已建立了EDA实验室,配备了Multi-
9 ?- T9 D7 B9 j- m$ l/ rsim、Protel、Maxplus II( Quatues)、Systemview等软件和! ]& z6 [& a7 g+ ?7 v' S- c
配套硬件;但这些软硬件对单片机的仿真无能为力,因此
( u4 A# \7 n( h仍然需要建立单片机实验室。过去,在单片机实验室的建+ P5 p- x7 U9 f
设中基本都是采用硬件仿真系统,所以为了保证实验的顺3 I7 s1 g/ F% `6 A O V: C
利开设,同类型的硬件仿真开发系统就需要采购多套设: R% }4 f% I) r! S
备,这样硬件的投资成本相对较高。
8 J) U- |1 ]; j r4 [$ c3 }另一个很重要的原因就是,目前单片机的课程除了主( G1 ^& R' Z# b
要开设8051 系列单片机课程之外,还开设AVR系列、; A: R: @( z! q$ x/ J' u
PIC等系列的选修课。为了保证相应实验的开设,必须要
$ G. @: U- b, j4 _7 ~有配套的实验系统。如果要保证一.定的实验硬件设备套
( @, C c! I8 p4 b' `% b数,将是一笔更大的开支。所以在目前经费非常紧张的情.
, g8 n) B" A2 l0 S. v况下,根据经验，引入单片机软件仿真系统,就可以大大减
7 F( y& F6 d; H5 D少硬件设备的采购,同时降低对硬件设备进行维护的工
* m2 U0 }; F% c( O作:量。& y$ V8 c7 p- C! b/ l2 A* a3 y
2选择单片机软件仿 真系统的标准
, N4 @* I4 M7 w I目前,具有单片机仿真功能的软件比较多,如何选择 e. R; S% y5 `- V# f
软件,必须要有一个标准,以下是我们在建设实验室时遵.
4 b; ?2 z$ E: j/ i* S; B循的标准。
6 s0 v. V; s! b(1) 单片机仿真和SPICE电路仿真相结合
7 }0 |# T j. X9 T4 q( x5 Q. ?在仿真单片机系统时,不仅需要知道单片机内部各种. |5 t) U4 ?8 l4 ~
寄存器、数据存储器以及各个端口当前的状态,更重要的( Z; N3 Z3 ~- l9 i8 _. R5 V) S Z7 ^
是要完成人机通道、前向通道、后向通道、相互通道的配置' x1 }1 g/ P& j. w \) P) }" c- @
与接口。在这些接口电路中,有许多是模拟电路,而模拟+ d6 z0 e* J, F
电路的仿真就需要SPICE模型，因此必须要求该系统具2 [. L6 f' n* k+ I+ G- s
有SPICE电路仿真功能。9 R) `6 k% a0 `! W$ ~0 }
(2)支持主流单片机系统的仿真
) n+ l% h8 N* z; t目前广泛采用的单片机系统有68000系列、8051系
6 @9 O4 P; c6 j: b4 H8 [. {列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
" `" s+ Z. b# U! |, C系列、HC11系列等。很显然,如果该软件支持的单片机
, j+ r2 f5 ?7 U系统的系列很少,那就没有任何优势可言。因为不可能为
2 P. `) Y% D; L+ [每一个系列的单片机配备一套软件,所以要求该软件尽可 j' b& J5 {; T( U
能将多个系列的单片机集成在一起。) j/ ^0 b6 G% }7 \/ ]" C5 ?
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+ h7 |# O# M/ a$ F2 B
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发表于 2020-2-4 12:48
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