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职业教育论文-联合仿真在单片机教学中的应用.doc

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职业教育论文-联合仿真在单片机教学中的应用.doc

职业教育论文联合仿真在单片机教学中的应用摘要文章描述了使用Proteus软件与KeiluVision3软件建立联合仿真的方法,并用实例说明联合仿真的方法和过程。关键词Proteus软件KeiluVision3软件目前,单片机技术在实际工程中得到了广泛应用,Proteus软件与KeiluVision3软件的联合仿真在实际的单片机系统开发中被普遍应用。为此,在单片机课程教学过程中,教师一定要结合工程实际做到软件和硬件相结合,实现理论教学与工程实践紧密结合,在传授理论知识的同时,教会学生如何使用实际工程所应用的相关软件进行单片机系统开发。Proteus软件与KeiluVision3软件简介Proteus软件的介绍Proteus软件是英国LabcenterElectronics公司开发的电子设计自动化(EDA)工具软件。该软件主要由实现原理图编辑及仿真的ISIS模块和实现PCB板设计及自动布线的ARES模块组成。Proteus不但具有其他EDA软件的模拟电子和数字电子仿真功能,而且还具有其他EDA软件所没有的单片机系统硬件仿真功能。它可以仿真MS51系列单片机、AVR单片机、PIC单片机和ARM7微处理器,可以直接在电路原理图上实现硬件的虚拟仿真,实现程序的调试,并提供进行测试与分析的虚拟示波器、逻辑分析仪等虚拟仪器及仿真图表。KeiluVision3软件的介绍KeiluVision3软件是德国的嵌入式开发工具专业制造商Keil公司开发的单片机开发软件平台。首先,该软件不但可以进行软件仿真,而且还可以通过其内嵌模块KeilMonitor51,实现在不需要连接硬件仿真器的条件下,通过下载线连接硬件系统对项目进行实时仿真。其次,可以与Proteus单片机仿真软件联合实现虚拟硬件仿真。再次,KeiluVision3软件具有良好的调试界面,操作不复杂,具有优秀的编译效果,丰富的学习资料。目前,KeiluVision3软件的用户非常庞大,几乎所有的嵌入式开发工程师都使用该软件。Proteus软件与KeiluVision3软件联合仿真的建立Proteus软件与KeiluVision3软件之间可有相互独立和相互联合两种方式进行单片机系统的虚拟仿真。如用Proteus软件独立进行虚拟仿真,就是用KeiluVision3软件的编辑控制程序,在KeiluVision3软件的OptionforTargetTarget1选项卡Output中选择CreateHEXFile选项,然后进行编译,生成.HEX文件。然后,将该文件转到Proteus的ISIS模块中,在所仿真的电路中打开单片机的编辑对话框EditComponent,在此窗口中的ProgramFile栏中,选择通过编译生成的.HEX文件,并在ClockFrequency栏中设置单片机的晶振频率,点击OK完成EditComponent窗口的设置。最后,点击Proteus软件的仿真启动按钮实现电路的仿真。Proteus软件与KeiluVision3软件之间的联合虚拟仿真,指KeiluVision3软件将Proteus软件打开的单片机系统看成一个虚拟的硬件电路,使用KeiluVision3软件对程序进行编译、调试时自动连接Proteus软件中的虚拟单片机系统,虚拟单片机系统的状态随KeiluVision3软件对程序调试实时变化。这样,可实现用Proteus软件与KeiluVision3软件联合虚拟硬件仿真。要实现联合虚拟硬件仿真就必须对Proteus软件与KeiluVision3软件进行如下设置1.安装好Proteus软件和KeiluVision3软件后,安装压缩包中的vdmagdi.exe文件,此时在路径为Keil\c51\bin的文件夹里有VDM51.DLL文件。2.将压缩包中的Prospice.dll文件复制到Proteus6.9根目录的BIN文件夹中,并将原来的文件覆盖。3.在Proteus软件中打开要仿真的单片机系统原理图,并在Debug菜单中选择Useremotedebugmonitor。4.在KeiluVision3软件中打开要进行联合仿真的项目和程序,点击Project并在OptionforTargetTarget1选项卡Debug中选择UseProteusVSMSimulator。然后,点击Setting按钮进入HostIP和端口Port的设置,如果在同一台计算机上进行联合仿真,则HostIP地址为127.0.0.1,端口设置为8000。如果两台计算机通过互联网进行联合仿真,则HostIP地址为这台计算机的网上IP地址,端口也为8000,这样,就可以实现一台计算机的KeiluVision3软件平台通过互联网去连接远程的另一台计算机,并远程控制另一台计算机的Proteus软件实现虚拟仿真。按上述的步骤进行设置后,Proteus软件和KeiluVision3软件之间即可进行联合仿真。Proteus软件与KeiluVision3软件联合仿真实例下面通过一个实例来进一步说明用Proteus软件与KeiluVision3软件联合仿真来调试程序的过程。该实例是用一个88的LED点阵块来显示字符。启动Proteus软件的ISIS模块设计如图所示的仿真电路原理图。用单片机的串行口输出显示数据,用74HC595芯片将单片机发出的串行数据转换成并行数据,并送给LED显示屏单片机的P1.0P1.2管脚输出LED显示屏的行选编码,并通过74HC138芯片译码产生行选信号,实现LED显示屏行扫描显示。用设计好的仿真电路原理图实现显示字符↑。根据电路实现的功能要求用KeiluVision3编辑软件编写如下源程序ORG0000HMOVSCON,00H串行口工作方式0STARTMOVR1,00HMOVR2,00HMOVR3,8MOVDPTR,TABLE显示字符的数据表首地址送DPTRE1MOVA,R1查表索引值送R1MOVCA,ADPTR查字符数据表MOVSBUF,A串行发送JNBTI,一帧发送完毕吗0CLRTISETBP2.1关闭显示器,消隐MOVA,R2MOVP1,A送行选信号CLRP2.0产生74HC595的数据锁存信号(上升沿)NOP保证数据锁存信号有一定的脉冲宽度NOPSETBP2.0CLRP2.174HC595数据输出给显示器INCR1准备读取字符的下一行数据INCR2准备扫描下一行MOVR4,250每行的显示时间DJNZR4,DJNZR3,E1AJMPSTARTTABLEDB10H,20H,40H,0FFH,40H,20H,10H,00HEND完成源程序的编写后,用Proteus软件打开要仿真的电路,在KeiluVision3编辑平台下选择主菜单Project下的Buildtarget命令对源程序进行编译,如果程序没有语法错误,继续选择主菜单Debug下的Start/stopdebugsession命令运行源程序,此时,Proteus软件中的仿真电路图已处在单步执行的运行状态。然后,可以在KeiluVision3软件或在Proteus软件中Debug菜单下的命令对源程序进行调试,同时在Proteus软件中可以很直观地查看结果,这样即可像使用仿真器一样调试程序。Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真教学的效果近年,笔者将Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真应用于单片机接口技术的课程教学,收到了良好的教学效果,教学质量得到明显提高,喜欢学习单片机的学生明显增多。在教学过程中,每个实例都采用Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真对程序都像仿真器一样调试,同时在屏幕上学生可以直观地看到电路输出状态,比较容易读懂并理解所调试的程序。这在一定程度上降低了学生学习单片机的难度,也提高了学生学习单片机的兴趣。学生可以只用一部电脑完成一个单片机系统设计、调试等操作,解决了学生想学好单片机但又缺乏硬件条件的问题用Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真技术进行单片机课堂实验演示极大地提高了课堂效率,克服了用传统仿真器进行实验演示时教师要准备很多硬件设备、要进行接线等操作的缺点。在实际工程中,Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真技术也被广泛应用,用仿真器仿真调试电路程序将逐渐被淘汰。这样,使用Proteus软件与KeiluVision软件联合仿真技术进行教学可充分做到教学与实际工作需要不脱节,使学生在校学习期间就掌握了实际工作中需要的知识,培养了实际工作需要的单片机开发技能,可提高学生就业成功率,并能够缩短毕业生适应相关工作岗位的时间。参考文献1张晓峰.Keil与Proteus联合虚拟仿真技术在单片机教学中的应用J.林区教学,2007,(12).2马刚.Proteus与Keil整合构建单片机虚拟仿真平台J.现代电子技术,2006,(24).

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