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
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
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
7 D% h2 d& O# K! S) l5 l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
5 q; B( T/ P- z+ k有较高的推广利用价值。
1 Q" ^' [2 n( Y9 E/ Q关键词:单片机仿真实验室 建设 Proteus

! O* y. G) E/ [* R7 `" }8 c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
! ?3 w, }0 {- {+ R' _* b1 ]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
, D  O+ o( s  z2 P8 k8 k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
采用相应的硬件仿真设备;但是由于单片机的种类繁多，
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
# }4 K5 T  |. I/ A8 ?/ M" v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.
息技术领域也不例外,出现了大量的仿真工具,如各种
EDA工具:模数混合仿真的Multisim .orcad. protel等，
6 l( {$ U! C' A) f8 S数字系统设计仿真的Maxplus II、Fundation. Expert等,系
* Y: E+ U. f" Q% P# d统仿真软件Systemview等。.
4 {# j2 t6 e  h3 ]! w  c目前,在我校已建立了EDA实验室,配备了Multi-
; v; i7 n( s3 X. ksim、Protel、Maxplus II( Quatues)、Systemview等软件和
配套硬件;但这些软硬件对单片机的仿真无能为力,因此
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
7 S, z9 O2 ?- y( g% f; l, k利开设,同类型的硬件仿真开发系统就需要采购多套设
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
/ ], y( F  M7 R' U$ t1 j$ U# n3 l要开设8051 系列单片机课程之外,还开设AVR系列、
0 e; k: j8 ]$ _( |( nPIC等系列的选修课。为了保证相应实验的开设,必须要
有配套的实验系统。如果要保证一.定的实验硬件设备套
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
作:量。
2选择单片机软件仿 真系统的标准
& N/ a4 n+ t/ W9 O目前,具有单片机仿真功能的软件比较多,如何选择
  ?4 n3 E1 G2 f, B2 s软件,必须要有一个标准,以下是我们在建设实验室时遵.
% S9 \1 c8 \" u: V循的标准。
  t0 g3 W0 P. U& r* {( 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
/ |; p4 b4 E7 m' ?( \9 M+ O寄存器、数据存储器以及各个端口当前的状态,更重要的
' a& D$ n- j4 ?" N0 o是要完成人机通道、前向通道、后向通道、相互通道的配置
! \8 q4 u8 r  V" `7 S' ^$ T$ R2 C" b# v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。
0 G0 Y$ x" q% {& c5 f% ]# ^3 q. p(2)支持主流单片机系统的仿真
# @! h; h! X9 n7 n9 p1 t: R" m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
" _% W3 f8 E% d# ~系列、HC11系列等。很显然,如果该软件支持的单片机
6 j) K: v( w3 [! H5 C$ h: @系统的系列很少,那就没有任何优势可言。因为不可能为
/ U8 k& w" g% W每一个系列的单片机配备一套软件,所以要求该软件尽可
: s. [4 ?' j! a, O( ~1 Q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