Multisim10仿真软件在单片机实践教学中的应用

第24卷 第3期2010年 8月

山 东 轻 工 业 学 院 学 报

J OURNAL OF S HANDONG

I NS T I TUTE OF L I GHT

I NDUS TRY Vo.l 24 No .3

Aug . 2010

收稿日期:2010206207

作者简介:王超(19802),男,新疆玛纳斯县人,新疆昌吉学院助教,硕士,研究方向:自动化应用技术的研究.

文章编号:1004242802(2010)0320064203

M u ltisi m 10仿真软件在单片机实践教学中的应用

王 超

(新疆昌吉学院,新疆昌吉831100)

摘要:针对单片机实践教学中出现的各种难点,介绍了仿真软件Mu ltisi m 10在实践中的应用。将仿真软件M u ltisi m 10引入实践教学中,有效地解决了设计电路过程中的修改电路困难、调试过程繁琐、开发周期长等问题,较好地实现了制作实际电子产品之前的理论分析和测试。对参加电子设计竞赛和做课程设计的指导教师和学生有一定帮助。

关键词:仿真;单片机;实践教学;调试中图分类号:TP391.9 文献标识码:A

App lica tion ofM u ltisi m 10si m ulati on soft ware

i n M CU practice teac h ing

WANG Chao

(Changji College ,Changji 831100,Chi na)

Abstr act :A im i n g at a llk i n ds of dif fi c u lties inMCU practice teaching ,the mu ltisi m 10si m u lation soft w are i n MC U practice teach i n g was introduced .Multisi m 10si m ulati o n soft w are was app lied i n to practice teach i n g ,itmay he l p to dealw ith so me prob le ms duri n g the circuit design process ,such as difficu lti e s i n

modif ying the c ircu i,t tedious debugging process and long deve l o p m ent cycle ,aswe ll as achieving a pre-theoretica l ana l y sis and testi n g bef ore the actual e lectron ic products .A ll of t h is w ill provi d e so me re f erence value f or teachers and studen ts in partic i p ating e l e ctronic desi g n con test and curricu l u m design .K ey w ord s :si m u lati o n ;MCU ;practi c e teach i n g ;debuggi n g

0 引言

5单片机应用技术6是工科专业的一门重要课程。而实践教学又是该课程的重要组成部分,传统的教学采用的是先设计电路,然后在面包板或实验箱进行实验、调整参数,最后再制版、安装、调试。这种方法存在技术手段陈旧、开发周期长、调试过程较为繁琐,而且修改电路也不容易。而将计算机仿真技术与传统方法相结合,可以实现电路的仿真。学生可以在虚拟环境下完成电路设计、选择元件、计算与调整参数以及观测仿真结果,最后在根据仿真的结果制作PCB 板等一系列环节。可以激发学生的

学习兴趣和提高学习效率。

1 Mu lti si m 10简介

Multisi m 10是N I 公司下属的E lect m n i c s WorkbenchGroup 发布的交互式S PI CE 仿真和电路分析软件的最新版本

[1]

。具有以下主要功能:¹具

有丰富的元件库,可以实现类型齐全的仿真;º高度集成的操作界面,具有强大的分析功能和虚拟仪器仪表功能»具有VHD I/V erilog 的设计和仿真功能,提供多种输入输出接口(可以与其他EDA 软件结合使用);¼新增加了对51系列单片机、PI C 单片机的支持,可以把单片机的实验直接在计算机上模拟运

第3期王超:Mu lti si m10仿真软件在单片机实践教学中的应用

行,另外,MultisimL0使电路原理图的仿真与完成

PCB设计的U lti b oardl0仿真软件结合起来一起构成

新一代的E WB软件,使电子线路的仿真与PCB的

制作更为效[2]。

2单片机仿真实例

举例:将模拟电压值经过ADC器件转换输入到

8051单片机,并通过数码管将转换得到的数字量进

行显示,用Mu ltisi m10仿真。

2.1硬件电路设计

(1)打开一个新的电路原理图并从元件库中放置8051单片机

(2)根据MC U向导逐步执行:

步骤1:定义Workspace文件,包括Workspace 的文件路径和文件名

步骤2:定义工程,包括工程类型、编程语言、汇编器/编译器工具和工程名。

步骤3:定义源文件,包括源文件的名字等。操作的设计工具箱如图1所示

图1设计工具箱

按照同样步骤,放置电路中的其它元件,该原理图包括ADC转换器、可调电阻、电阻、电阻排,数码管,电源等。如果希望查看该元件的属性,可以采用右键单击选择属性即可,所有组件都可以采用默认设置来使用。硬件原理图如图2所示。

在放置元器件过程中需要注意的是总线和探针的使用,使用探针可以实时检测指定线路上的电压、电流等参数的变化,对调试电路非常有帮助,单片机要注意电源和地线的放置。

图2adc转换硬件电路图

2.2程序设计

切换到源文件编辑窗口,输入所需要的程序代码。

$MOD51;在仿真程序中,建立MCU8051的模型

org0000H

a j m p0030H

org0030H

EOC b it p2.0

OE bit p2.1

S OC b it p2.2

I N I:mov p1,#0f f h

setb S OC

clr OE

setb E OC

clr rs1

clr rs0

mov sp,#60h

Ma i n:acallADC;调用子程序

mov p0,a;通过P0口显示转换后的结果

a j m p Ma i n

ADC:setb S OC

clr OE

clr SOC

jnb EOC,$;等待转换完成

setb OE

mov a,p1;读取P1口转换后的值

ret

END

2.3软硬件协同调试

在电路调试过程中,硬件电路和软件程序不可能一次性写正确,需要反复修改才能完成。在硬件调试时可以根据需要调整元器件的参数、更换元器件等,软件的调试可以通过单步执行、设置断点、查看寄存器或存储器来实现。

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