嵌入式开发教程之基于Proteus的ARM虚拟开发

1、嵌入式开发教程之基于Proteus的ARM虚拟开发1 引言1 Proteus简介2 Proteus环境下的系统设计与仿真2.1 电路原理图的设计2.2 程序代码的编写2.3 仿真3 结语现在，人人们生活活中的每每个角落落都有嵌嵌入式设设备的存存在，比比如数码码相机、移动电电话、TV机顶盒及及掌上电电脑等等等。这些些嵌入式式设备多多采用32位RISC嵌入式处处理器作作为核心心部件。其中基于于ARM核的嵌入入式处理理器独占占鳌头，在32位RISC处理器中中占据超超过75%的市场份份额。ARM核嵌入式式处理器器通常采采用C语言编程程，目前前ARM公司的开开发工具具ADS、RealView以及Keil

2、与arm核处理器器结合较较好，得得到了广广大嵌入入式学习习者的一一致认可可。在传统的的嵌入式式系统学学习中，嵌入式式开发平平台是必必不可少少的。其其中资源源少的开开发平台台便宜但但功能较较少，资资源多的的开发平平台又价价格不菲菲，这对对广大的的嵌入式式爱好者者无疑是是个障碍碍。然而而，有没没有在不不增加甚甚至降低低开发成成本的同同时还能能进行同同样或更更好的开开发呢？本文介介绍的Proteus软件就是是一个可可以完全全脱离硬硬件平台台来学习习嵌入式式系统进进行虚拟拟开发的的利器，可以说说是嵌入入式系统统学习的的一次革革命。引言Proteus软件是英英国Labcenterelectronics公

3、司的EDA工具软件件，是一一个电子子设计的的教学平平台、实实验平台台和创新新平台，涵盖了了电工电电子实验验室、电电子技术术实验室室、单片片机应用用实验室室等的全全部功能能。其革命性性的功能能是将电电路仿真真和微处处理器仿仿真进行行协调，直接在在基于原原理图的的虚拟原原型上进进行处理理器编程程调试，并进行行功能验验证，通通过动态态器件（如电机机、LED、LCD、开关等等），配配合系统统配置的的虚拟仪仪器（如如示波器器、逻辑辑分析仪仪等），可实时时看到运运行后的的输入输输出的效效果，其其主要特特点如下下：(1)可以仿真真、分析析各种模模拟器件件和集成成电路，其支持持Pillips公司系列列的arm

4、（LPC系列），Proteus的仿真是是基于SPICE3F5的，因此此它也能能像其它它的EDA软件那样样进行电电路分析析，如模模拟分析析、数字字分析、混合信信号分析析、频率率分析等等等；1 Proteus简介(2)提供了虚虚拟示波波器、逻逻辑分析析仪、信信号发生生器、计计数器、电表、Virtual Terminal等虚拟仪仪器仪表表供选择择；(3)能够进行行SCH(原理图)和PCB（印刷板板）电路路的设计计；(4)其自身只只带汇编编编译器器，不支支持C语言。但但可以将将它与Keil、ADS集成开发发环境连连接，将将用汇编编和C语言编写写的程序序编译好好之后，可以立立即进行行软、硬硬件结合合的系

5、统统仿真，达到很很好的仿仿真效果果。嵌入式开开发教程程Proteus和PROTEL、EWB等软件相相似，绘绘制原理理图都要要先从器器件库里里取出所所需的元元器件符符号并在在绘图区区布局好好，同时时编辑好好元件的的参数，接着进进行连线线，添加加必要的的网络标标号等步步骤。下下面通过过一个简简单的实实例说明明如何使使用Proteus软件实现现arm（以LPC2124为例）系系统设计计与仿真真。实例例以LPC2124控制器为为核心，与L297、L298组成步进进电机控控制器，添加必必要的外外围电路路，实现现对步进进电机的的正、反反转控制制。2Proteus环境下的的系统设设计与仿仿真运行Proteu

6、s VSM的ISIS后出现如如图1所示的主主窗口界界面，点点击“File”“NewDesign”新建一个个设计项项目。接接下来就就是在其其中所需需的添加加元器件件了，点点击元器器件添加加按钮会会弹出“PickDevices”对话框，在其中中选择需需要添加加的元器器件，添添加到器器件列表表区中。然后再再依次点点击列表表区里的的元器件件，把它它们放到到绘图区区并编辑辑其属性性，接着着进行合合理的布布局之后后，就可可以进行行连线了了。与PROTEL类似，Proteus也具有自自动捕捉捉节点和和自动布布线功能能，连线线时当鼠鼠标的指指针靠近近一个对对象的引引脚时，跟着鼠鼠标的指指针就会会出现一一个“”

7、提示符号号，点击击鼠标左左键即可可画线，在终点点再点击击确认一一下就完完成一段段导线，所有导导线画完完后，点点击电源源按钮，添加必必要的电电源和接接地符号号，并编编辑其属属性后，原理图图的绘制制就完成成了，如如图2所示。2.1嵌入式开开发教程程之电路路原理图图的设计计图1Proteus主窗口图2电路原理理图程序代码码的编写写主要分分四个部部分进行行：(1)LPC2124的初始化化代码；(2)LPC2124异常向量量入口及及异常向向量与C语言代码码的接口口，包括括初始化化堆栈的的代码；(3)LPC2124目标板特特殊的代代码，包包括异常常处理程程序和目目标板初初始化程程序；(4)根据我们们实例要

8、要求，结结合原理理图，编编写实现现预期功功能的代代码，即即通常的的执行代代码，代代码文件件保存为为“main.c”。2.2嵌入式开开发教程程之程序序代码的的编写通常，为为了节省省开发者者的时间间，通常常把这些些文件保保存在一一个文件件夹里，暂且把把文件夹夹命名为为“lpc2124模块”，这样在在以后的的程序代代码编写写时就可可以直接接调用这这个模块块，再根根据不同同的要求求改写“main.c”就行了，而不必必要又重重新编写写这些程程序，节节省了大大量时间间，大大大提高了了工作效效率。这里主要要说明“main.c”的编写，要实现现的功能能是用LPC2124控制器、LP297、L298组成的步步进

9、电机机控制器器，控控制步进进电机的的运转，原理图图中可以以看到各各元器件件引脚的的连接，图中还还设置了了七个电电压探针针，用数数字图表表显示各各电压节节点的电电平随时时间变化化的曲线线。KEY键控制电电机的正正反转（KEY键按下则则电机反反转）。程序流流程图如如图3所示。根根据程序序流程图图编写好好执行代代码文件件“main.c”。嵌入式开开发教程程图3程序流程程图图4ADS编译环境境窗口文中采用用ADS集成开发发环境进进行程序序的编译译连接设设置，ADS集成开发发环境是是ARM公司推出出的ARM核微控制制器集成成开发工工具，英英文全称称为ARMDeveloper Suite，成熟版版本为AD

10、S1.2。ADS1.2支持ARM10以前的所所有arm系列微控控制器，支持软软件调试试，支持持汇编、C和C+源程序，具有编编译效率率高、系系统库功功能强等等特点。打开ADS1.2集成开发发环境CodeWarriorIDE，点击ProjectNewProject建立一个个新的工工程lcd.mcp，把以上上编好的的代码文文件全部部添加进进工程，如图4所示。进进行相关关设置后后，选择择ProjectMake命令，编编译并连连接工程程，生成成stepper.hex文件。在原理图图中右击击微控制制器LPC2124，再单击击，出现现一属性性设置窗窗口Edit Component，如图5。在其中中的Program File中添加上上面生成成的stepper.hex文件的路路径，单单击OK完成设置置。2.3嵌入式开开发教程程之仿真真点击原理理图左下下角中的运行行按钮，即开始始仿真运运行。仿真结果果如图6所示。数数字图表表显示各各电压节节点的电电平值随随时间变变化的曲曲线，步步进电机机按要求求运行，按下KEY键电机反反转。仿仿真结果果完全符符合设计计要求。嵌入式开开发教程程图5器件编辑辑窗口图6仿真结果果图通过以上上简单的的步进电电机控制制系统设设计过程程可以看看出，用用Proteus软件进行行ARM虚拟开发发的优势势所在。使用Proteus进行arm