摘要：單片機應用技術(shù)所涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大。在具體的工程實踐中，如果因為方案有誤而進行相應的開發(fā)設計，會浪費較多的時間和經(jīng)費。本文以學校單片機課程的實驗教學為背景，較為全面地闡述采用仿真實驗的方法。

    關(guān)鍵詞：proteus軟件 單片機 仿真 虛擬實驗室

    引 言

    單片機課程是機電、自動化等專業(yè)的一門重要課程，可以充分體現(xiàn)學生利用已學知識解決實際工程問題的能力。由于該學科是多基礎、多理論的實踐性學科，在教學過程中必須軟件硬件結(jié)合，因此有學生感到難學，教師感到難教這樣的尷尬。

    現(xiàn)代科技的發(fā)展，促進了計算機技術(shù)在軟件和硬件上的飛速發(fā)展，利用計算機軟件的仿真技術(shù)，可以充分地仿真諸如電路的工作等實際的工程問題。作者無意中找到一款軟件proteus，解決了許多的問題，而單片機虛擬實驗室也是以該軟件為核心建立起來的。

    1 proteus介紹

    proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機cpu的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。

    (1)proteus的工作過程

    運行proteus的isis程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設置view菜單下的捕捉對齊和system下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單的define code generation tools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在source菜單的add/remove source files命令下，加入單片機硬件電路的對應程序；通過debug菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。

    (2)proteus軟件所提供的元件資源

    proteus 軟件所提供了30多個元件庫，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等，具體情況如表1所列。

    (3)proteus軟件所提供的儀表資源

    對于一個仿真軟件或?qū)嶒炇�，測試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量實驗室是否合格的一個關(guān)鍵因素。在proteus軟件包中，不存在同類儀表使用數(shù)量的問題，其提供的儀表如表2所列。

    除了表2所列的測試儀表外，proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。圖形顯示功能如表3所列。

    (4)proteus軟件所提供的調(diào)試手段

    proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號，如表4所列。

    對于單片機硬件電路和軟件的調(diào)試，proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。

    對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug菜單下的execute菜單項或f12快捷鍵啟動執(zhí)行，用debug菜單下的pause animation菜單項或pause鍵暫停系統(tǒng)的運行；或用debug菜單下的stop animation 菜單項或shift-break組合鍵停止系統(tǒng)的運行。其運行方式也可以選擇工具欄中的相應工具進行。

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