单片机应用系统的研制步骤和方法

1、1. 单片机应用系统的研制步骤和方法 单片机的应用系统随其用途不同，其硬件和软件均不相同。单片机最初的选型很重要，原则上是选择高性价比的单片机。硬件软件化是提供高系统性价比的有效方法，尽量减少硬件成本，多用软件实现相同的功能，这样也可以大大提高系统的可靠性。基于Proteus单片机应用系统仿真设计虽然单片机的硬件选型不尽相同，软件编写也千差万别，但系统的研制步骤和方法是基本一致的，一般都分为总体设计、硬件电路的构思设计、软件的编制和仿真调试几个阶段。单片机应用系统的研制流程如图所示。1. 单片机应用系统的研制步骤和方法2. 基于Proteus的单片机系统仿真 开发单片机系统硬件投入比较大。在具

2、体的工程实践中，如果因为方案有误而要重新进行相应的开发设计，就会浪费较多的时间和经费。 英国Labcenter Electronics公司推出的的Proteus套件，可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232 终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。目前在单片机的教学过程中，已越来越受到重视，并被提倡应用于单片机数字实验室的构建之中。Proteus支持的微处理芯片（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、简介2.2 Proteus 7 Professional界面介绍安装完 Proteus后，运行ISIS 7 Professional，会出现如图的窗口界面。窗口内各部分的功能用中文作了标注。ISIS大部分操作与windows的操作类似。1. 原理图编辑窗口（The Editing Window）顾名思义，它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。与其它Windows应用软件不同，这个窗口是没有滚动条的，可以用左上角的预览窗口来改变原理图的可视范围，用鼠标滚轮缩放视图。2. 预览窗口（The Overview Window)它可以显示两个内容。一个是：在元件列表中选择一个元件

4、时，它会显示该元件的预览图；另一个是：当鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此你可用鼠标在它上面点击来改变绿色方框的位置，从而改变原理图的可视范围。3. 模型选择元件栏（Mode Selector Toolbar)4. 元件列表区（The Object Selector)5. 方向工具栏（Orientation Toolbar) 6. 仿真工具栏3、4、5、6操作命令类似于windows操作。2.3 绘制电路原理图1. 将所需元器件加入

5、到对象选择器窗口2. 放置元器件至图形编辑窗口3. 放置总线至图形编辑窗口4. 添加电源和接地引脚5. 元器件之间的连线Wiring Up Components on the Schematic6. 给导线或总线加标签7. 添加电压探针8. 添加文字标注9. 添加虚拟仪器10. 选择AT89C52属性并加载程序文件从“文件”下拉菜单选择“保存”项，出现如图对话框，提示输入文件名，图中设文件名为80C51VSM.DSN，点“保存”按钮。 单击仿真运行开始按钮，进入调试运行窗口 虚拟终端窗口 2.4 Proteus VSM与Vision3的联调Proteus VSM支持第三方集成开发环境IDE，目

6、前支持的第三方80C51IDE有：IAR Embedded Workbench、Keil Vision3 IDE。本文以Keil Vision3 IDE为例介绍Proteus VSM与Vision3 IDE的联调。 对于proteus 6.9或更高的版本,在安装盘里有vdmagdi插件或到LABCENTER公司下载该插件，安装该插件后即可实现与Keil Vision3 IDE的联调。下面的叙述是假定我们已经分别安装了如下软件：（1）Proteus 7 Professional（2）Keil Vision3 IDE（3）vdmagdi.exe1. Proteus VSM的设置选中“use rom

7、ote debuger monitor”， 2. Vision3 IDE设置(1) 设置option for target /Debug选项(2) 设置option for ta rget /Output选项3. Proteus VSM与Vision3的联调在Vision3环境下，首先按“F7”产生该项目的HEX文件，然后进入Vision3 调试模式，为了在Proteus VSM环境下能观察到程序连续运行情况，取消目前项目中所有断点。按“F5”按钮进入全速运行。可以看到完全一致的运行画面。此时Proteus VSM的运行完全依赖于外部调试器Vision3。 我们利用图接在U1AT89C52单片

8、机P1.0和P1.3的元件单刀双掷开关“SW-SPDT”和P1.6的元件按钮“BUTTON”说明如何仿真AT89C52片外的外围部件。 要求在图中，当单刀双掷开关“SW-SPDT”接到P1.0，单片机P2口输出作加法计数，当单刀双掷开关“SW-SPDT”接到P1.3，单片机P2口输出作减法计数。当按钮“BUTTON”按下时超过1秒，单片机P2口的计数输出清“0”。为此我们修改项目MyProject中的文件McuTimer.c。在Vision3 IDE环境下重新编译该项目。按“F5”按钮进入全速运行。然后切换到Proteus VSM环境。可以分别点“加1按钮”、“减1按钮”和“清零按钮”可以观察

9、程序单片机外围部件仿真运行情况。 可以在程序中设置断点，可以观察到在Vision3环境下，断点运行和单步运行时在Proteus VSM环境下原理图的变化情况。图为在电脑桌面上放置2个应用窗口。 Proteus VSM与Vision3的联调时，Proteus VSM的U1-AT89C52可以不加载任何程序文件。但笔者还是建议，要加载程序文件，且选择当前在Vision3环境下所调试程序生成的HEX文件。这样无论是否联调，在Proteus VSM的运行情况总是一致的。 小结 单片机应用系统的研制步骤和方法大体可分为总体设计、硬件电路的构思设计、软件设计调试几个阶段。总体设计包括确立应用系统的功能特性指标、单片机的选型（硬件平台）、软件的编写和支持工具（软件平台）。Keil C51软件是目前最流行开发80C51系列单片机的软件工具。Keil C51提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（Vision3 IDE）将这些部份组合在一起。掌握这一软件的使用对于使用80C51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令开发者事半功倍。Labcenter Electronics公司推出的的Proteus套件，可以对