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
5 M1 D( ~2 P& _- Q& ?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 n1 ?% V$ v- t) }有较高的推广利用价值。
/ ^9 A+ B/ t* f关键词:单片机仿真实验室 建设 Proteus

& H0 l6 \. z: ^) |' U. ?# j单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技
' Z$ _+ S" [5 ^; N( s术,应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展和推广
' I4 n- [; J/ O+ ]: z0 |+ {4 F. H! H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
. r5 Z) X! k% I6 Q! i5 y$ D* O5 [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。
4 ?( H9 Q* ~0 s' f* e目前各个高校都建立了单片机实验室,并且基本都是
( }1 J. g, v- h8 _! ]5 a9 Z3 e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
; g5 `( `1 U1 M( M+ Y单片机仿真设备。下面结合我校的单片机实验室建设浅
谈一下我们的作法。
) M) |7 M7 J9 R2 _) M; P. G1引入单片机软件仿真系统
9 N4 w3 D6 v( c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
. `6 p2 R1 |- ^# a$ N9 [EDA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-
4 h" i; R, _' b" W1 {. Lsim、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
1 J" u/ @/ O2 P$ A9 z# E+ M仍然需要建立单片机实验室。过去,在单片机实验室的建
& A6 Q5 u+ M4 S) g* b; ]# X# d& v7 p设中基本都是采用硬件仿真系统,所以为了保证实验的顺
4 ]! w. C8 A; {$ p+ M# \1 Q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。
1 q+ a7 Q" _, {+ H5 k另一个很重要的原因就是,目前单片机的课程除了主
要开设8051 系列单片机课程之外,还开设AVR系列、
4 O7 Y6 X3 z5 C* n3 j* u/ h- T. fPIC等系列的选修课。为了保证相应实验的开设,必须要
; W+ s& B4 M( Z! H/ Q  n有配套的实验系统。如果要保证一.定的实验硬件设备套
9 W  ^& R! k0 O& y' y4 G. d& {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
目前,具有单片机仿真功能的软件比较多,如何选择
软件,必须要有一个标准,以下是我们在建设实验室时遵.
, @6 e: l( ^; P: C3 D0 b% V循的标准。
(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
, I& P5 o2 s& `6 R寄存器、数据存储器以及各个端口当前的状态,更重要的
9 E  n5 S- M, D3 X6 T是要完成人机通道、前向通道、后向通道、相互通道的配置
) j) M" Z  u4 Z4 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。
(2)支持主流单片机系统的仿真
; k# y; D  s' M6 P" [6 x目前广泛采用的单片机系统有68000系列、8051系
: W2 r0 C' \: t7 B" \+ D列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
  z9 l0 G. X) S' ~. ^系列、HC11系列等。很显然,如果该软件支持的单片机
+ W! x# S; e3 o, \系统的系列很少,那就没有任何优势可言。因为不可能为
$ @0 u: i+ F8 s4 o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