基于Proteus的单片机虚拟实验室的建立

实 验 能 力 和 实 验 设 计 能 力 ，在 解 决 实 际 程 问题 能 力 中
尤为重要 。在传统 的实验 中， 将理论实践 于工程 ， 就需要 购置 较多 的设 备支持 ， 实现起来 难度非常大 。采用 仿真软件后 ， 一 切都可 以在软件环境 中模 拟实现 ， 这样省 时省 力 ， 在模 拟实践
２ １ ０ １第 ０ ５期
囵
认 证 与 实 验 室
实验 的内容包括 软件部分 的汇编 、５ 等语 言调试过程 ， Ｃ１ 也包括硬 件接 口电路 中的大部分类 型。对同一类 功能的接 口 电路 ， 可以采用 不 同的硬件 来搭 建完 成 ， 因此采 用 Ｐｏ ｅ 仿 ｒｔ ｓ ｕ
关键 词 ： 片机 ； ｒ ｅ ｓ仿 真 单 Ｐｏ ｕ ； ｔ
中 图 分 类 号 ：Ｐ １ Ｔ３１
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０３ ００ （ ｌ）５０ ７， ３ １０ － １７２ １ — ０２ ０ ０ ｏ
￣ ａ ｔｅ ｔ Ｔ ｉ ａＤ ｏｒ ｏ ｏｒ ｅ ｓｉｅ ｎ ｒ ｃ ： ｈ ｓ ｐ ａ ｍｉ ｅ ｃ ｍ ｅｈ ｎ ｖ ｃ ｔ
Ｄ Ｌ” Ｒ Ｔ Ｕ Ｓ Ｎ Ｔ Ｒ ５ Ｒ Ｖ Ｒ” ； Ｌ （ Ｏ Ｅ ＳＶ Ｍ ＭＯ Ｉ Ｏ － Ｄ Ｉ Ｅ ） Ｐ １ ” （ 生Ｋ ｉ Ｖ ｓ ｎ 设 置 ： ｏ ｅ 一 ｏ ｔ ｎ ｒ ｒ ｅ ｔ－ ｄ — ３ ｅｌ ｉ ｏ 里 ｉ ｕ ｐ ｊ ｔ ＞ ｐｉ ｓｏ ￣ ｅ－ ＞ ｅ ｒｅ － ｏ ｆ ｐ
丁 平 ’ 晓 明 （ ． 宁 葫 芦 岛 ９ ９ １ 队 ９ ， 马 １ 辽 ２４ 部 ２分 队 ， 宁 葫 辽 芦 岛 １５ ０ ；． 宁 葫 芦 岛 ９ ９ １ 队 ９ 分 队， 宁 葫 芦 岛 ２０ １ 辽 ２ ２４ 部 ３ 辽
１ ５ ０１ ２０ ）
Ｄｉ ｉ ｇ ， ａ ｍ ｉ １９ ｅ ｎ ，Ｌ ２ ４１Ｕｎｔ ｏ ｉｇ Ｈｕｕ ａ ｎｇ Ｐ ｎ ’ Ｍａ Ｘｉｏ－ ｎｇ （ ．２ Ｅｌ ｍｅ ｔ Ａ ９ ９ ｉ １ａ ｎ ｎ ｌ ｄ ｏ Ｐ ，ｉ １ ５ ０１ ３Ｅｌ ｎ， Ｉ ２ ４１ ｉ Ｌ ａ ｎｎ ｌｄ ｏ１ ５ ０１ ２ ０ ；９ ｅ ２ ｍｅ ｔ ９ ９ ｔ ｉｏ ｉ ｇ ＰＡ Ｕｎ ， Ｈｕ ｕ ａ ２ ０ １
作的过程和结果 。
Ｋ ｉ是德 国开发 的一个 ５ 单 片机开发 软件平 台 ， ｅ ｌ １ 支持 Ｃ 语 言和 汇编语 言 ， ｅ 的 ｕ ｉｏ ２可 以进行 纯粹 的软件 仿真 Ｋｉ ｌ Ｖｓｎ ｉ
（ 仿真软件程序 ， 不接硬件 电路）也可 以利 用硬件仿真器 ， ， 搭接
上 单 片 机 硬 件 系 统 ，在 仿 真 器 中 载 入 项 日程 序 后 进 彳＝ 时 仿 Ｊ 实
装 日录 的 ＷＣ １ ＢＮ 目录 中 ； ５Ｗ Ｉ
心， 同时 与 Ｋ ｉ编程 软件结合建立起来 的。 ｅｌ
Ｐｏｅｓ 目前 最 好 的 模 拟 单 片 机 外 围 器 件 的 工 具 ，它 可 ｒｔ 是 ｕ
以仿真 ５ １系列 、 Ｖ ＰＣ等常用 的 ＭＣ Ａ Ｒ，Ｉ Ｕ及 其外 围 电路 ｆ 如 Ｌ Ｄ、 Ａ Ｒ Ｍ、 盘 、 达 、 Ｅ ＡＤＤ 部 分 Ｓ Ｉ 件 、 Ｃ Ｒ Ｍ、 Ｏ 键 马 Ｌ Ｄ、 ／ Ａ、 Ｐ器 部
分 Ｉ Ｉ 件 ） 软件不 仅提供 了 ３ Ｃ器 。该 Ｏ多 个 元 件 库 ， 含 数 千 种 包 元 件 ， 件 涉 及 到 数 字 和 模 拟 、 流 和 直 流 等 ； 且 提 供 了 丰 元 交 而
（ 编 辑 Ｃ １ ｔｏ ． ｉ 件 ， 入 ：Ｔ Ｒ １ Ｂ Ｎ Ｄ １ ２ ） ５ 里 ｏｌ ｉ 文 ｓｎ 加 ”Ｄ Ｖ ＝ ＩＷＶ Ｍ５ ．
器 内容 的 改 变 ，而 是 从 Ｔ 程 的角 度 直 接 看 程 序 运 行 和 电路 一 【
ｂｇａ ， 中 ｕｅ ｒｔ ｓ Ｓ ｕｔ 选 ｂ ｓｐｏ ｕ Ｖ Ｍｍｏｉ ｒ １ ｅ ｎｔ ５ ； ｏ
（ 载 入 ｐｏｅｓ 件 ， ｐｏ ｕ 里 选 择 Ｄ Ｂ Ｇ ＞ ｓ — ４ １ ｒｔ 文 ｕ 在 ｒｔ ｓ ｅ Ｅ Ｕ 一 ｕｅ ｅ ｒ
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ＣＬ ｎｕ ｂ ｒＴＰ３ ’ Ｃ ｍ ｅ ： １
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／ ｒｉ ｌ １ ０ ￣ ｌｔ￣ ｅＩ ０ ３一ｏ ｏ７ ２ １ ０ －０ ２ ３ Ｄ： ｌ （ ０１ ） ５ ０７ ～０
参考文献 ：
［古健． １月 单片机原 理及接 口技术实践教程【 ］ 京： １ Ｍ． 北 机械工业 出
图 ６传 统 单 片 机 实 验 版 社 ，０ ４０ ． ２ ０ ，８
１引 言
单片机 以其微 小 的体 积和极低 的成本 ，已广 泛嵌入到各 种控 制系统 、 船 、 器仪表 、 器人 、 业控制 单元 、 人信 舰 仪 机 工 个 息终端及 通信产 品中 ，成为现代 电子系统 中最重要 的智能化
【具 ， 速 而 广 泛地 取 代 了经 典 电 子 系 统 。 但 是 ， 片 机 应 用 迅 单 技术所涉及 到的实验实践 环节较多 ， 且 硬件投人 较大 ， 具 而 在
认 证 与 实 验 室
基 于 Ｐ ｏ ｅ ｓ的 单 片 机 虚 拟 实 验 室 的 建 立 ｒ ｔｕ
Ｐｒ ｔ ｕｓ Ｖ ｉｔ ａ ｂ ｒ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔ ｂ ｉ ｈｍ ｅ ｔｏ ＣＵ ｏ ｅ ｒ ｕ ｌＬａ ｏ ａ ｏ ｙ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｅｓ ａ ｌｓ ｎ ｆＭ
ｒ 旧ｗ ｉ ｒ ｃ ｎｔ ｌ ｒ ｂ ｅｄ ｏ ｏ ｔｏ ｉ ｕａｔ ｎ Ｐ ｏ ｅｕ ｘ ｎ ｖ＿ ｏｆａ ｍ ｃ ｏ ｏ ｒ ｌ ａｓ Ｒ ｃ ｎ ｒ ｌｓｍ ｌ ｉ ｒ ｔ ｓ ｅ ｐｅ — ｏｅ ｏ
ｍｅｎ ａ ｅ ｈ ｄｓ Ｔ ｅ ｅ ｈ ｄ ｉ ｐｌ， ｃ ｏｍ ｉａ ＿ ｇｈｙ ｅ ｉ ｅｎ ， ｏ ｎｌ ｒ ｖｉｅ ｏｒｔ ｅ ｓ ｉｎｔｉ ｅ ｅａ ｃ ｅ ｓ ａ ｅ ｔｌ ｍ ｔ ｏ ｈ ｍ ｔ ｏ ｉ ｓｍ ｅ ｅ ｏｎ ｓ ｃｌ ｈｉ ｌ ｆ ｃｉ ｔｉ ｎ ｔｏ ｙ ｐ ｏ ｏ ｓ ｆ ｈ ｃｅ ｉｃ ｒ ｓ ｒ ｈ ｒ ｔ ｔ 。 ｆ
真 软 件 进 行 科 研 实 验 ，克 服 了 传 统 单 片 机 实 验 板 中硬 件 电 路 固定 、 便 更 改 、 验 内 容 固 定 等 方 面 的局 限 性 ， 以 扩 展 科 不 实 可 研 实 验 的 思 路 和拓 展 科 研 实 验 的 广 度 和 深 度 。 （ 硬 件 投 入 少 ， 济 优 势 明 显 ２ ） 经
弥 补 了科 研 实 验 和 工 程 实 践 间 脱 节 的矛 盾 和 现 象 。
体 的科研 实验 、 工程 实践 中 ， 如果 因为方案有误 而进行 相应 的 开发设计 ， 浪费大量的时间和经 费。单 片机虚拟实验室 的建 会 立很好地解决 了这些 问题 。
２Ｐ ｏ ｅ ｓ和 Ｋ ｉｕ ｓｏ ｒｔ ｕ ｅｌ Ｖｉｉｎ软件 的 介 绍
中 提 高 了解 决 实 际工 程 的 能 力 。 （ 实 验 安 全 性 高 ， 高实 验 质 量 和 效 率 ４ ） 提 在 传 统 的 实 验 教 学 过 程 中 ，都 涉 及 到 因 操 作 不 当而 造 成
对于传统采用 的单片机实验板 实验 ， 一旦硬件 电路 固定 ，
单 片 机 的 Ｃ Ｕ和 具 体 的 接 口电 路 也 随 之 固定 ，如 图 ６所 示 。 Ｐ 在 实验 中， 如果 用 到 ５ 系 列 ， 必 然 会 使 用 ＰＣ ６系 列 ， 么 １ 就 Ｉ１ 那
摘 要： 该文 较为 全面地 斓 述 了一种 基 于 Ｐｏｅｓ 片机 控 制的模 拟 仿真 实 验方 法 。该方 法 简单 、 ｒ ｕ单 ｔ 经
济 、 效 ， 仅 为科研 人 员提 供更 多 、 完善 的 系统 设计 方法 范例 借 鉴参 考 ， 时也 方便 修 改处理 原 高 不 更 同
设计 。
ｍｏｅｄｅ ｕｇｍｏ ｔｒ； ｔ ｂ ｎｉ ｏ
ｆ ５ ）进 入 Ｋ ｉ ｐｏｅｔ 单 ｏｔ ｎｆ ｒ ｔ ］ 程 名 ’ ｅ 的 ｒ ｃ菜 ｌ ｊ ｐｉ ｒａ ｅ ’ 一 ｏ ｏｔｇ 。在
Ｄ Ｂ Ｇ 选 项 中 右 栏 上 部 的 下 拉 菜 选 中 Ｐｏ ｕ Ｓ ｏ ｉ Ｅ Ｕ ｒｔ ｓ Ｍ Ｍ ｎ一 ｅ Ｖ
真 ； 可 以使用 ｕ ｉｏ ２的 内嵌 模块 Ｋ ｉＭｏｉ ｒ５ ， 不需 还 Ｖｓｎ ｉ ｅ ｎ ｏ一 １在 ｌ ｔ 要额外 的硬件仿真器 的条件下 ，搭 接单片机硬件 系统对项 目 程序进行 实时仿真 。 对 于这样 的以 Ｐｏ ｕ 电子 电路 仿真软件 为核心 ， Ｋ ｉ ｒｔ ｓ ｅ 与 ｅ ｌ 编程软件结 合建立起来的单 片机虚 拟实验室 ，在很 大程度 ｊ
ｍｏ ｅ。 ｅ ｍｏ ｅ ｌ ｆｅ ｔｓ ￣ｅｍ ｓｇｎ ｍｏ （ ｏ ｐｒ ｉｆｏ ｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ￣ ｎ ａｓ Ｉ ｆ ｃ ｌａ ｅ ｔ ｅ ｈ ｄｌ ｇ ｏ ｅ ｄｅ ｉ ｒ ｔ ｒ ｅ ｃ ｙ ｈ ￣ ｄｅ ｉ ｄｅ ｔ ｏｆ ｒ ｍ ｅ ａ ｅｎ ａ ｄ ｌｏ ｌ ａ ｉｔ ｔ ｈ ａｎ ｉ ｆｆ ｗ ｓｇｎ ｔ ｈ 协 ｉ ｎ
单片 机虚 拟实验 室 是 以 Ｐｏ ｕ 电子 电路 仿 真软 件 为核 ｒｔ ｓ ｅ
３Ｐ ｏ ｅ ｓ和 Ｋ ｉｕ ｓｏ ｒｔ ｕ ｅｌ Ｖｉｉｎ软 件 整 合 的 实 现
在 正 确 安 装 Ｐｏ ｕ 软 件 和 Ｋ ｉｕ ｉｏ 件 后 对 Ｐｏ ｕ ｒｔ ｓ ｅ ｅ Ｖ ｓ ｎ软 ｌ ｉ ｒｔ ｓ ｅ 软 件 和 Ｋ ｉｕ ｉｏ 件 进 行 设 置 。步 骤 如 下 ： ｅｌ Ｖｓ ｎ软 ｉ （ １ ）把 ｐｏ ｕ 安 装 目 录下 Ｖ Ｍ５ ．ｌ文 件 复 制 到 Ｋ ｉ安 ｒｅ板 ；加 之 同时应用 到的接 口
电路 ， 需 要 较 大 的 投 入 和储 备 来 支 撑 实验 的 进 行 、 护 和 更 也 维 换 ， 资 巨 大 且工 作 繁 杂 。 耗
该仿 真系统提供 了大量完善 的系统设计方法 和范例 ，供参考 借鉴 ， 亦可在原设计上直接进 行修 改处理 。 综上所述 ， 片机虚拟实 验室的建立使用 ， 单 在很 大程度上 弥补 了传 统单片机实验 的不足 ，使单 片机技术 的学 习实践更 加轻松经济 、 安全高效 ， 具有广阔的应用前景 。
富的数 字 、 拟测 试信号用 于电路 的测试 ； 模 同时还提供 了一个 图形 显示 功能 ， 可以将线路 上变化 的信 号 ， 图形 的方式实 时 以 地显示 出来 ， 其作用 与示波 器相 似但功能更多 。 ｒｔ ｓ Ｐｏ ｕ 不仅 能 ｅ 仿真单 片机 Ｃ Ｕ的工作情 况 ，而且能仿真单 片机外 嗣电路 或 Ｐ 没有单片机参 与的其他 电路的工作情况 。因此 ， 在仿真 和程 序 调试 时 ，侧重 的不再 是某些语句 执行时单 片机寄存 器和存储
的元器件和仪 器仪表 的损 毁 ，也涉及 到仪器仪表等Ｔ作 时所 造成的能源 消耗 。采用 Ｐｏｅｓ 真软件进行 的实验教 学 ， ｒｔｕ 仿 则 不存 在上述的问题 ， 使实验过程更加安 全 、 高效。
（） 量 的 范 例 ， ５大 可供 参考 处 理 在系统 的设计 时 ， 要 对 已有的资 源借鉴 、 用和处理 ， 需 引