單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法

1、1. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)隨其用途不同，其硬件和軟件均不相同。單片機(jī)最初的選型很重要，原則上是選擇高性價比的單片機(jī)。硬件軟件化是提供高系統(tǒng)性價比的有效方法，盡量減少硬件成本，多用軟件實現(xiàn)相同的功能，這樣也可以大大提高系統(tǒng)的可靠性?；赑roteus單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真設(shè)計雖然單片機(jī)的硬件選型不盡相同，軟件編寫也千差萬別，但系統(tǒng)的研制步驟和方法是基本一致的，一般都分為總體設(shè)計、硬件電路的構(gòu)思設(shè)計、軟件的編制和仿真調(diào)試幾個階段。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制流程如圖所示。1. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法2. 基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)仿真 開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)硬件投入比較大。在具

2、體的工程實踐中，如果因為方案有誤而要重新進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)設(shè)計，就會浪費較多的時間和經(jīng)費。 英國Labcenter Electronics公司推出的的Proteus套件，可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232 終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真。目前在單片機(jī)的教學(xué)過程中，已越來越受到重視，并被提倡應(yīng)用于單片機(jī)數(shù)字實驗室的構(gòu)建之中。Proteus支持的微處理芯片（Microprocessors Ics）包括8051系列、AVR系列、PIC系列、HC11系列、ARM7/LPC2000系列以及Z80等。 2.1 Proteus

3、簡介2.2 Proteus 7 Professional界面介紹安裝完 Proteus后，運行ISIS 7 Professional，會出現(xiàn)如圖的窗口界面。窗口內(nèi)各部分的功能用中文作了標(biāo)注。ISIS大部分操作與windows的操作類似。1. 原理圖編輯窗口（The Editing Window）顧名思義，它是用來繪制原理圖的。藍(lán)色方框內(nèi)為可編輯區(qū)，元件要放到它里面。與其它Windows應(yīng)用軟件不同，這個窗口是沒有滾動條的，可以用左上角的預(yù)覽窗口來改變原理圖的可視范圍，用鼠標(biāo)滾輪縮放視圖。2. 預(yù)覽窗口（The Overview Window)它可以顯示兩個內(nèi)容。一個是：在元件列表中選擇一個元件

4、時，它會顯示該元件的預(yù)覽圖；另一個是：當(dāng)鼠標(biāo)焦點落在原理圖編輯窗口時（即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點擊鼠標(biāo)后），它會顯示整張原理圖的縮略圖，并會顯示一個綠色的方框，綠色方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容，因此你可用鼠標(biāo)在它上面點擊來改變綠色方框的位置，從而改變原理圖的可視范圍。3. 模型選擇元件欄（Mode Selector Toolbar)4. 元件列表區(qū)（The Object Selector)5. 方向工具欄（Orientation Toolbar) 6. 仿真工具欄3、4、5、6操作命令類似于windows操作。2.3 繪制電路原理圖1. 將所需元器件加入

5、到對象選擇器窗口2. 放置元器件至圖形編輯窗口3. 放置總線至圖形編輯窗口4. 添加電源和接地引腳5. 元器件之間的連線Wiring Up Components on the Schematic6. 給導(dǎo)線或總線加標(biāo)簽7. 添加電壓探針8. 添加文字標(biāo)注9. 添加虛擬儀器10. 選擇AT89C52屬性并加載程序文件從“文件”下拉菜單選擇“保存”項，出現(xiàn)如圖對話框，提示輸入文件名，圖中設(shè)文件名為80C51VSM.DSN，點“保存”按鈕。 單擊仿真運行開始按鈕，進(jìn)入調(diào)試運行窗口 虛擬終端窗口 2.4 Proteus VSM與Vision3的聯(lián)調(diào)Proteus VSM支持第三方集成開發(fā)環(huán)境IDE，目

6、前支持的第三方80C51IDE有：IAR Embedded Workbench、Keil Vision3 IDE。本文以Keil Vision3 IDE為例介紹Proteus VSM與Vision3 IDE的聯(lián)調(diào)。 對于proteus 6.9或更高的版本,在安裝盤里有vdmagdi插件或到LABCENTER公司下載該插件，安裝該插件后即可實現(xiàn)與Keil Vision3 IDE的聯(lián)調(diào)。下面的敘述是假定我們已經(jīng)分別安裝了如下軟件：（1）Proteus 7 Professional（2）Keil Vision3 IDE（3）vdmagdi.exe1. Proteus VSM的設(shè)置選中“use rom

7、ote debuger monitor”， 2. Vision3 IDE設(shè)置(1) 設(shè)置option for target /Debug選項(2) 設(shè)置option for ta rget /Output選項3. Proteus VSM與Vision3的聯(lián)調(diào)在Vision3環(huán)境下，首先按“F7”產(chǎn)生該項目的HEX文件，然后進(jìn)入Vision3 調(diào)試模式，為了在Proteus VSM環(huán)境下能觀察到程序連續(xù)運行情況，取消目前項目中所有斷點。按“F5”按鈕進(jìn)入全速運行?？梢钥吹酵耆恢碌倪\行畫面。此時Proteus VSM的運行完全依賴于外部調(diào)試器Vision3。 我們利用圖接在U1AT89C52單片

8、機(jī)P1.0和P1.3的元件單刀雙擲開關(guān)“SW-SPDT”和P1.6的元件按鈕“BUTTON”說明如何仿真AT89C52片外的外圍部件。 要求在圖中，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)“SW-SPDT”接到P1.0，單片機(jī)P2口輸出作加法計數(shù)，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)“SW-SPDT”接到P1.3，單片機(jī)P2口輸出作減法計數(shù)。當(dāng)按鈕“BUTTON”按下時超過1秒，單片機(jī)P2口的計數(shù)輸出清“0”。為此我們修改項目MyProject中的文件McuTimer.c。在Vision3 IDE環(huán)境下重新編譯該項目。按“F5”按鈕進(jìn)入全速運行。然后切換到Proteus VSM環(huán)境。可以分別點“加1按鈕”、“減1按鈕”和“清零按鈕”可以觀察

9、程序單片機(jī)外圍部件仿真運行情況。 可以在程序中設(shè)置斷點，可以觀察到在Vision3環(huán)境下，斷點運行和單步運行時在Proteus VSM環(huán)境下原理圖的變化情況。圖為在電腦桌面上放置2個應(yīng)用窗口。 Proteus VSM與Vision3的聯(lián)調(diào)時，Proteus VSM的U1-AT89C52可以不加載任何程序文件。但筆者還是建議，要加載程序文件，且選擇當(dāng)前在Vision3環(huán)境下所調(diào)試程序生成的HEX文件。這樣無論是否聯(lián)調(diào)，在Proteus VSM的運行情況總是一致的。 小結(jié) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法大體可分為總體設(shè)計、硬件電路的構(gòu)思設(shè)計、軟件設(shè)計調(diào)試幾個階段?？傮w設(shè)計包括確立應(yīng)用系統(tǒng)的功能特性指標(biāo)、單片機(jī)的選型（硬件平臺）、軟件的編寫和支持工具（軟件平臺）。Keil C51軟件是目前最流行開發(fā)80C51系列單片機(jī)的軟件工具。Keil C51提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（Vision3 IDE）將這些部份組合在一起。掌握這一軟件的使用對于使用80C51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令開發(fā)者事半功倍。Labcenter Electronics公司推出的的Proteus套件，可以對