第二章单片机开发系统综述课件

本章内容单片机应用系统设计开发工具KeilC51软件的使用第2章单片机开发系统本章内容第2章单片机开发系统

单片机应用系统设计1、系统开发所需的基础知识和技能应用系统设计可以分成两类：一类用于科学计算、数据处理、企业管理、Internet网站建立等；另一类用于工业过程检测控制、智能仪表仪器和自动化设备、小型电子系统、通信设备、家用电器等。对于前一类的应用系统设计，通常都是基于通用计算机系统和网络的系统开发，硬件设备也是通用的，可以从市场购买。后一类应用系统的设计有很大的不同。必须根据实际的需求，从系统硬件的构成设计与实现，到相应的软件设计与实现。单片机应用系统设计1、系统开发所需的基础知识和技能应用第二类应用系统的特点：系统功能、要求、性能的多样性和专用性。硬件电路和软件设计的不可分割和专一性。可靠性高，抗干扰能力强。体积小、重量轻、功耗省、投资少。开发周期短，见效快。

单片机应用系统设计第二类应用系统的特点：单片机应用系统设计单片机嵌入式应用系统设计属于第二类。对于从事单片机嵌入式系统设计电子工程师来讲：要熟悉各种电子器件和IC芯片的特性具备模拟电路、数字电路等各类硬件电路系统设计能力具有很强的计算机综合应用和软件编程能力。熟悉相关软件(如Protel、VHDL)的使用对PC机的硬件接口（RS-232串行通信口、LPT并行打印机接口、USB接口等）也要有一定的了解设计一个大型管理控制系统的下位机或要与Internet中的数据库联网，还要具备与整个大的系统有关的技术（如数据库、Internet协议、VB、VC等）

单片机应用系统设计单片机嵌入式应用系统设计属于第二类。单片机应用系统设计对一个高级电子工程师来讲，他对PC的熟练掌握程度以及软件设计和编程能力，决不亚于计算机专业的人员。要具备较高的硬件系统设计开发能力和水平，需要经过一定时间的理论与实际相结合，要亲自动手去实践。通过长期积累实践经验，加上紧跟世界半导体器件的最新发展，你才能成为一名合格的电子工程师。

单片机应用系统设计对一个高级电子工程师来讲，他对PC的熟练掌握程度以及软件设计2、单片机嵌入式系统的开发过程对于单片机嵌入式系统的设计与开发来讲，由于涉及对象和要求的多样性和专用性，其硬件和软件结构有很大差异，但系统设计开发的基本内容和主要步骤是基本相同的。按照常规的工程设计方法,嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分析、设计和实现。

单片机应用系统设计2、单片机嵌入式系统的开发过程对于单片机嵌入式系统的设计与开1.确定系统设计的任务2.系统方案设计3.硬件系统设计4.系统软件设计编写5.系统调试

单片机应用系统设计流程1.确定系统设计的任务2.系统方案设计3.硬件系统设计4.系在学习和掌握如何应用单片机来设计和开发嵌入式系统时，除了要对所使用的单片机有全面和深入的了解外，配备一套好的开发环境和开发平台也是必需的。在嵌入式系统的设计开发中，好的开发工具和开发平台，往往能加速系统的研发、调试、生产和维修，起到事半功倍的效果。单片机应用系统的软硬件开发工具在学习和掌握如何应用单片机来设计和开发嵌入式系统时，除了要对1、程序设计语言①机器语言；②汇编语言；③高级语言；单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言在设计开发单片机嵌入式系统的系统软件过程中，总是要同硬件打交道，而且关联是比较密切的，其软件设计有着自己独特技巧和方法。因此，那些纯软件出身的软件工程师，如果没有硬件的基础，没有经过一定的学习和实践，可能还写不好，甚至写不了单片机嵌入式系统的软件。单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言在设计开发单片机嵌入式系统的系统软件过程中，单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具2、软件开发平台一个好的单片机嵌入式系统的开发软件通常具备以下几个重要的功能：程序编写和运行代码的生成。（编辑、编译功能）软件模拟仿真。在线仿真功能。程序下载烧入功能。单片机应用系统的软硬件开发工具2、软件开发平台一个好的单片3、程序编译软件汇编语言、高级语言开发单片机系统程序，都需要一个专用的软件平台把源程序“翻译”成二进制的机器指令代码，这个“翻译”过程对汇编语言来讲称为汇编，对高级语言来讲，它包括编译和连接两个过程。单片机应用系统的软硬件开发工具

KeilC51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。3、程序编译软件汇编语言、高级语言开发单片机系统程序，都需要KeilC51软件的使用

KeilC51启动窗口KeilC51软件的使用

KeilC51启动窗口建立工程文件KeilC51软件的使用

建立工程文件KeilC51软件的使用

选择目标CPUKeilC51软件的使用

选择目标CPUKeilC51软件的使用

图2.17文本编缉窗口KeilC51软件的使用

图2.17文本编缉窗口KeilC51软件的使用

增加文件到组中KeilC51软件的使用

增加文件到组中KeilC51软件的使用

选择文件类型KeilC51软件的使用

选择文件类型KeilC51软件的使用

目标属性KeilC51软件的使用

目标属性KeilC51软件的使用

产生执行文件KeilC51软件的使用

产生执行文件KeilC51软件的使用

选择仿真方式KeilC51软件的使用

选择仿真方式KeilC51软件的使用

调试（Debug）是系统开发过程中必不可少的环节。但是嵌入式系统开发的调试环境和方法同通用计算机系统的软件开发有着明显的差异。通用计算机系统的软件开发基本与硬件无关，而且调试器与被调试程序常常位于同一台计算机上（在相同的CPU上运行），而对于嵌入式系统的开发，由于开发主机和目标机处于不同的机器中（在不同的CPU上运行）：系统程序在开发主机上进行开发，编译生成在另外机器上执行的代码文件，然后需要下装到目标机后才能运行，那么对嵌入式系统的调试方法和过程就比较麻烦和复杂。

目前在嵌入式系统开发过程中，经常采用的调试方法有三种方式：软件模拟仿真调试（Simulator）、实时在板仿真调试（OnBoardDebug）和实时在片仿真调试（OnChipDebug）。其中软件模拟仿真调试技术和实时在片仿真调试技术发展很快，逐渐成为调试嵌入式系统的主要手段。单片机应用系统的软硬件开发工具调试（Debug）是系统开发过程中必不可少的环节。但是嵌入式软件仿真器也称为指令集模拟器（ISS），其原理是用软件来模拟CPU处理器硬件的执行过程，包括指令系统、中断、定时计数器、外部接口等等。用户开发的嵌入式系统软件，就像已经下装到目标系统硬件一样，载入到软件模拟器中运行，这样用户可以方便对程序运行进行控制，对运行过程进行监视，进而达到实现调试的目的。由于这种调试不是在真正的目标板系统上进行的，而是采用软件模拟方式实现的，所以它是一种非实时性的仿真调试手段。单片机应用系统的软硬件开发工具软件仿真器也称为指令集模拟器（ISS），其原理是用软件来模软件仿真器的一个优点是它可以使嵌入式系统的软件和硬件开发并行开展。硬件设计工作完成后，不管硬件实体如何，都可以进行软件程序的编写和调试。应用程序在结构上、逻辑上的错误能够利用软件仿真器很快的定位。有些与硬件相关的故障和错误也能在软件仿真器中被发现。使用软件仿真器不仅可以缩短产品开发周期，而且非常经济，不需要购买昂贵的实时仿真设备。同时软件仿真器也是学习和加深了解所使用处理器的内部结构和工作原理的最好工具。单片机应用系统的软硬件开发工具软件仿真器的一个优点是它可以使嵌入式系统的软件和硬件开发并行使用软件仿真器的缺点是其模拟的运行速度比真正的硬件慢的多，一般要慢10～100倍。另外软件仿真器只能模拟仿真软件的正确性，仿真与时序有关，查找同硬件有关的错误比较困难。单片机应用系统的软硬件开发工具使用软件仿真器的缺点是其模拟的运行速度比真正的硬件慢的多，一

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路及单片机系统设计与仿真软件。

Proteus可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能。

Proteus是目前唯一能对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具，真正实现了在没有目标原形时就可对系统进行调试、测试和验证。

Proteus软件大大提高了企业的产品开发效率，降低了开发风险。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus是英国Labcenter公司开

Proteus主要由两个设计平台组成：

ISIS（IntelligentSchematicInputSystem）——原理图设计与仿真平台，它用于电路原理图的设计以及交互式仿真。

ARES（AdvancedRoutingandEditingSoftware）——高级布线和编辑软件平台，它用于印制电路板的设计，并产生光绘输出文件。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus主要由两个设计平台组成：单片机Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术，用户可以对微控制器连同外围器件一起仿真。甚至可以实时采用LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。

Proteus不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。一定程度上解决了实验和工程应用间脱节的矛盾。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术，用1.ISIS模块应用举例

设计基于80C51单片机的显示计数器电路原理图，其功能是可对按键BUT的按压次数进行计数，并将结果显示在两位数码显示管上。

1.ISIS模块应用举例设计基于80C51单（1）启动ISIS单片机应用系统的软硬件开发工具（1）启动ISIS单片机应用系统的软硬件开发工具（2）绘制电路原理图单片机应用系统的软硬件开发工具（2）绘制电路原理图单片机应用系统的软硬件开发工具（3）输入单片机汇编程序单片机应用系统的软硬件开发工具（3）输入单片机汇编程序单片机应用系统的软硬件开发工具（4）进行源代码调试单片机应用系统的软硬件开发工具（4）进行源代码调试单片机应用系统的软硬件开发工具（5）仿真运行单片机应用系统的软硬件开发工具（5）仿真运行单片机应用系统的软硬件开发工具2.ARES模块应用举例

ARES的主要功能是完成PCB相关设计工作，包括网络表导入、元件布局、布线、铺铜、输出光绘文件等。单片机应用系统的软硬件开发工具2.ARES模块应用举例ARES的主要（1）启动ARES单片机应用系统的软硬件开发工具（1）启动ARES单片机应用系统的软硬件开发工具（2）元器件布局单片机应用系统的软硬件开发工具（2）元器件布局单片机应用系统的软硬件开发工具（3）元器件布线单片机应用系统的软硬件开发工具（3）元器件布线单片机应用系统的软硬件开发工具（4）覆铜单片机应用系统的软硬件开发工具（4）覆铜单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具（5）三维效果图单片机应用系统的软硬件开发工具（5）三维效果图单片机应用系统的软硬件开发工具（6）CADCAM输出单片机应用系统的软硬件开发工具（6）CADCAM输出单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具软件模拟仿真是提供一个纯软件的仿真环境，在此环境的支持下，单片机的系统程序可以进行模拟的运行，以实现第一步的软件调试和排错功能。硬件仿真是与专用的仿真器硬件配合，提供一个在线的实时仿真调试环境。用户将编写好的目标系统运行代码下载到仿真器中，通过开发系统软件控制仿真器中程序的运行，同时观察硬件系统的运行结果，分析、调试和排除系统中存在的问题。单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具软件模拟仿真是提供一个纯软件的仿真环境，在此4、硬件开发工具仿真器是用于对所设计嵌入式系统的硬软件进行调试的工具。采用的调试方法有三种方式：软件模拟仿真调试（Simulator）、实时在板仿真调试（OnBoardDebug）和实时在片仿真调试（OnChipDebug）。单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具仿真器是用于对所设计嵌入式系统的硬软件进行调实时在板仿真器通常称为在线仿真ICE（InCircuitEmulate），是最早用于开发嵌入式系统的工具。ICE是实际是一个特殊的嵌入式系统，一般是由专业公司研制和生产。内部含有一个具有“透明性”和“可控性”的MCU，可以代替被开发系统（目标系统）中的MCU工作，用ICE的资源来仿真目标机。因此，ICE实际上是内部电路仿真器，用于代替微处理器，并植入微处理器与总线之间的电路中，允许使用者监视和控制微处理器所有信号的进出。因此，这种仿真方式和设备，更准确的讲应该称为实时在板仿真（OnBoardDebug）器。它是一个相对昂贵的设备单片机应用系统的软硬件开发工具实时在板仿真器通常称为在线仿真ICE（InCircuit实时在片仿真器为了解决实时仿真的困难，新型芯片集成了硬件调试接口，最常见的就是JTAG“JointTestActionGroup（联合测试行为组织）”接口。JTAG的建议于1990年被IEEE批准为IEEE1149.1测试访问端口和边界扫描结构标准。JTAG主要应用于电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。JTAG的基本原理是采用一种原应用于对集成电路芯片内部进行检测的“边界扫描”技术,当芯片在工作时，可以将集成电路内部的各个部分的状态以及数据，组成一个串行的移位寄存器链，并通过引脚送到芯片的外部。所以通过JTAG硬件调试接口，用户就能了解芯片在实际工作过程中，各个单元的实际情况和变化，进而实现跟踪和调试。单片机应用系统的软硬件开发工具实时在片仿真器单片机应用系统的软硬件开发工具标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO、（TRST、GND、VCC）TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。JTAG内部有一个状态机，称为TAP控制器。TAP控制器的状态机通过TCK和TMS进行状态的改变，实现数据和指令的输入。

单片机应用系统的软硬件开发工具标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO、（实现实时在片调试的首要条件，是芯片本身要具备硬件调试接口。还需要一个专用的实时在片仿真器（采用JTAG硬件调试口的，称为JTAGICE），同实时再板仿真器相比价格便宜。一台应用于AVR的JTAG仿真器JTAGICEmkII，其原装价格仅在两千元左右，而国内推出的JTAGICE仅数百元。

PC上需要安装相应的JTAG仿真器配套的专用调试系统软件。在目标板上的MCU运行时，用户可以通过PC机来读取和跟踪MCU的运行数据和过程，并通过仿真器控制MCU的运行，同时观察系统外围器件和设备的运行结果，分析、调试和排除系统中存在的问题。直接获得的为真实的MCU数据和状态。单片机应用系统的软硬件开发工具实现实时在片调试的首要条件，是芯片本身要具备硬件调试接口。单单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具编程器的作用是将系统执行代码写入到目标系统中。现在更多的开发设备是将仿真器和编程烧入器合二为一了，同时具备了两者的功能。可以下载运行代码到多种类型和型号的单片机中，还可以对EPROM、PAL、GAL等多种器件进行编程。使用JTAG，可以简化仿真器（无需使用专用的仿真MCU）和编程器的结构，甚至可以淘汰专用仿真器和编程器，而将PC直接同系统板连接（一般经过简单的隔离），利用系统板上的MCU直接实现在线的仿真调试，当系统使用贴片封装或BGA封装的小体积芯片和器件时，它的优点尤为突出。单片机应用系统的软硬件开发工具编程器的作用是将系统执行代码写入到目标系统中。现在更多的开发单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具5、单片机开发实验板单片机应用系统的软硬件开发工具5、单片机开发实验板单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具开发环境的建立1.PC机一台，运行Windows操作系统2.软件开发平台3.实验开发板（DevelopingKit）4.其它辅助工具、设备和软件开发环境的建立1.PC机一台，运行Windows操作系统

本章内容单片机应用系统设计开发工具KeilC51软件的使用第2章单片机开发系统本章内容第2章单片机开发系统

单片机应用系统设计1、系统开发所需的基础知识和技能应用系统设计可以分成两类：一类用于科学计算、数据处理、企业管理、Internet网站建立等；另一类用于工业过程检测控制、智能仪表仪器和自动化设备、小型电子系统、通信设备、家用电器等。对于前一类的应用系统设计，通常都是基于通用计算机系统和网络的系统开发，硬件设备也是通用的，可以从市场购买。后一类应用系统的设计有很大的不同。必须根据实际的需求，从系统硬件的构成设计与实现，到相应的软件设计与实现。单片机应用系统设计1、系统开发所需的基础知识和技能应用第二类应用系统的特点：系统功能、要求、性能的多样性和专用性。硬件电路和软件设计的不可分割和专一性。可靠性高，抗干扰能力强。体积小、重量轻、功耗省、投资少。开发周期短，见效快。

单片机应用系统设计第二类应用系统的特点：单片机应用系统设计单片机嵌入式应用系统设计属于第二类。对于从事单片机嵌入式系统设计电子工程师来讲：要熟悉各种电子器件和IC芯片的特性具备模拟电路、数字电路等各类硬件电路系统设计能力具有很强的计算机综合应用和软件编程能力。熟悉相关软件(如Protel、VHDL)的使用对PC机的硬件接口（RS-232串行通信口、LPT并行打印机接口、USB接口等）也要有一定的了解设计一个大型管理控制系统的下位机或要与Internet中的数据库联网，还要具备与整个大的系统有关的技术（如数据库、Internet协议、VB、VC等）

单片机应用系统设计单片机嵌入式应用系统设计属于第二类。单片机应用系统设计对一个高级电子工程师来讲，他对PC的熟练掌握程度以及软件设计和编程能力，决不亚于计算机专业的人员。要具备较高的硬件系统设计开发能力和水平，需要经过一定时间的理论与实际相结合，要亲自动手去实践。通过长期积累实践经验，加上紧跟世界半导体器件的最新发展，你才能成为一名合格的电子工程师。

单片机应用系统设计对一个高级电子工程师来讲，他对PC的熟练掌握程度以及软件设计2、单片机嵌入式系统的开发过程对于单片机嵌入式系统的设计与开发来讲，由于涉及对象和要求的多样性和专用性，其硬件和软件结构有很大差异，但系统设计开发的基本内容和主要步骤是基本相同的。按照常规的工程设计方法,嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分析、设计和实现。

单片机应用系统设计2、单片机嵌入式系统的开发过程对于单片机嵌入式系统的设计与开1.确定系统设计的任务2.系统方案设计3.硬件系统设计4.系统软件设计编写5.系统调试

单片机应用系统设计流程1.确定系统设计的任务2.系统方案设计3.硬件系统设计4.系在学习和掌握如何应用单片机来设计和开发嵌入式系统时，除了要对所使用的单片机有全面和深入的了解外，配备一套好的开发环境和开发平台也是必需的。在嵌入式系统的设计开发中，好的开发工具和开发平台，往往能加速系统的研发、调试、生产和维修，起到事半功倍的效果。单片机应用系统的软硬件开发工具在学习和掌握如何应用单片机来设计和开发嵌入式系统时，除了要对1、程序设计语言①机器语言；②汇编语言；③高级语言；单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言在设计开发单片机嵌入式系统的系统软件过程中，总是要同硬件打交道，而且关联是比较密切的，其软件设计有着自己独特技巧和方法。因此，那些纯软件出身的软件工程师，如果没有硬件的基础，没有经过一定的学习和实践，可能还写不好，甚至写不了单片机嵌入式系统的软件。单片机应用系统的软硬件开发工具1、程序设计语言在设计开发单片机嵌入式系统的系统软件过程中，单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具2、软件开发平台一个好的单片机嵌入式系统的开发软件通常具备以下几个重要的功能：程序编写和运行代码的生成。（编辑、编译功能）软件模拟仿真。在线仿真功能。程序下载烧入功能。单片机应用系统的软硬件开发工具2、软件开发平台一个好的单片3、程序编译软件汇编语言、高级语言开发单片机系统程序，都需要一个专用的软件平台把源程序“翻译”成二进制的机器指令代码，这个“翻译”过程对汇编语言来讲称为汇编，对高级语言来讲，它包括编译和连接两个过程。单片机应用系统的软硬件开发工具

KeilC51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。3、程序编译软件汇编语言、高级语言开发单片机系统程序，都需要KeilC51软件的使用

KeilC51启动窗口KeilC51软件的使用

KeilC51启动窗口建立工程文件KeilC51软件的使用

建立工程文件KeilC51软件的使用

选择目标CPUKeilC51软件的使用

选择目标CPUKeilC51软件的使用

图2.17文本编缉窗口KeilC51软件的使用

图2.17文本编缉窗口KeilC51软件的使用

增加文件到组中KeilC51软件的使用

增加文件到组中KeilC51软件的使用

选择文件类型KeilC51软件的使用

选择文件类型KeilC51软件的使用

目标属性KeilC51软件的使用

目标属性KeilC51软件的使用

产生执行文件KeilC51软件的使用

产生执行文件KeilC51软件的使用

选择仿真方式KeilC51软件的使用

选择仿真方式KeilC51软件的使用

调试（Debug）是系统开发过程中必不可少的环节。但是嵌入式系统开发的调试环境和方法同通用计算机系统的软件开发有着明显的差异。通用计算机系统的软件开发基本与硬件无关，而且调试器与被调试程序常常位于同一台计算机上（在相同的CPU上运行），而对于嵌入式系统的开发，由于开发主机和目标机处于不同的机器中（在不同的CPU上运行）：系统程序在开发主机上进行开发，编译生成在另外机器上执行的代码文件，然后需要下装到目标机后才能运行，那么对嵌入式系统的调试方法和过程就比较麻烦和复杂。

目前在嵌入式系统开发过程中，经常采用的调试方法有三种方式：软件模拟仿真调试（Simulator）、实时在板仿真调试（OnBoardDebug）和实时在片仿真调试（OnChipDebug）。其中软件模拟仿真调试技术和实时在片仿真调试技术发展很快，逐渐成为调试嵌入式系统的主要手段。单片机应用系统的软硬件开发工具调试（Debug）是系统开发过程中必不可少的环节。但是嵌入式软件仿真器也称为指令集模拟器（ISS），其原理是用软件来模拟CPU处理器硬件的执行过程，包括指令系统、中断、定时计数器、外部接口等等。用户开发的嵌入式系统软件，就像已经下装到目标系统硬件一样，载入到软件模拟器中运行，这样用户可以方便对程序运行进行控制，对运行过程进行监视，进而达到实现调试的目的。由于这种调试不是在真正的目标板系统上进行的，而是采用软件模拟方式实现的，所以它是一种非实时性的仿真调试手段。单片机应用系统的软硬件开发工具软件仿真器也称为指令集模拟器（ISS），其原理是用软件来模软件仿真器的一个优点是它可以使嵌入式系统的软件和硬件开发并行开展。硬件设计工作完成后，不管硬件实体如何，都可以进行软件程序的编写和调试。应用程序在结构上、逻辑上的错误能够利用软件仿真器很快的定位。有些与硬件相关的故障和错误也能在软件仿真器中被发现。使用软件仿真器不仅可以缩短产品开发周期，而且非常经济，不需要购买昂贵的实时仿真设备。同时软件仿真器也是学习和加深了解所使用处理器的内部结构和工作原理的最好工具。单片机应用系统的软硬件开发工具软件仿真器的一个优点是它可以使嵌入式系统的软件和硬件开发并行使用软件仿真器的缺点是其模拟的运行速度比真正的硬件慢的多，一般要慢10～100倍。另外软件仿真器只能模拟仿真软件的正确性，仿真与时序有关，查找同硬件有关的错误比较困难。单片机应用系统的软硬件开发工具使用软件仿真器的缺点是其模拟的运行速度比真正的硬件慢的多，一

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路及单片机系统设计与仿真软件。

Proteus可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能。

Proteus是目前唯一能对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具，真正实现了在没有目标原形时就可对系统进行调试、测试和验证。

Proteus软件大大提高了企业的产品开发效率，降低了开发风险。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus是英国Labcenter公司开

Proteus主要由两个设计平台组成：

ISIS（IntelligentSchematicInputSystem）——原理图设计与仿真平台，它用于电路原理图的设计以及交互式仿真。

ARES（AdvancedRoutingandEditingSoftware）——高级布线和编辑软件平台，它用于印制电路板的设计，并产生光绘输出文件。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus主要由两个设计平台组成：单片机Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术，用户可以对微控制器连同外围器件一起仿真。甚至可以实时采用LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。

Proteus不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。一定程度上解决了实验和工程应用间脱节的矛盾。单片机应用系统的软硬件开发工具Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术，用1.ISIS模块应用举例

设计基于80C51单片机的显示计数器电路原理图，其功能是可对按键BUT的按压次数进行计数，并将结果显示在两位数码显示管上。

1.ISIS模块应用举例设计基于80C51单（1）启动ISIS单片机应用系统的软硬件开发工具（1）启动ISIS单片机应用系统的软硬件开发工具（2）绘制电路原理图单片机应用系统的软硬件开发工具（2）绘制电路原理图单片机应用系统的软硬件开发工具（3）输入单片机汇编程序单片机应用系统的软硬件开发工具（3）输入单片机汇编程序单片机应用系统的软硬件开发工具（4）进行源代码调试单片机应用系统的软硬件开发工具（4）进行源代码调试单片机应用系统的软硬件开发工具（5）仿真运行单片机应用系统的软硬件开发工具（5）仿真运行单片机应用系统的软硬件开发工具2.ARES模块应用举例

ARES的主要功能是完成PCB相关设计工作，包括网络表导入、元件布局、布线、铺铜、输出光绘文件等。单片机应用系统的软硬件开发工具2.ARES模块应用举例ARES的主要（1）启动ARES单片机应用系统的软硬件开发工具（1）启动ARES单片机应用系统的软硬件开发工具（2）元器件布局单片机应用系统的软硬件开发工具（2）元器件布局单片机应用系统的软硬件开发工具（3）元器件布线单片机应用系统的软硬件开发工具（3）元器件布线单片机应用系统的软硬件开发工具（4）覆铜单片机应用系统的软硬件开发工具（4）覆铜单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具单片机应用系统的软硬件开发工具（5）三维效果图单片机应用系统的软硬件开发工具（5）三维效果图单片机应用系统的软硬件开发工具（6）CADCAM输出单片机应用系统的软硬件开发工具（6）CADCAM输出单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具软件模拟仿真是提供一个纯软件的仿真环境，在此环境的支持下，单片机的系统程序可以进行模拟的运行，以实现第一步的软件调试和排错功能。硬件仿真是与专用的仿真器硬件配合，提供一个在线的实时仿真调试环境。用户将编写好的目标系统运行代码下载到仿真器中，通过开发系统软件控制仿真器中程序的运行，同时观察硬件系统的运行结果，分析、调试和排除系统中存在的问题。单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具软件模拟仿真是提供一个纯软件的仿真环境，在此4、硬件开发工具仿真器是用于对所设计嵌入式系统的硬软件进行调试的工具。采用的调试方法有三种方式：软件模拟仿真调试（Simulator）、实时在板仿真调试（OnBoardDebug）和实时在片仿真调试（OnChipDebug）。单片机应用系统的软硬件开发工具4、硬件开发工具仿真器是用于对所设计嵌入式系统的硬软件进行调实时在板仿真器通常称为在线仿真ICE（InCircuitEmulate），是最早用于开发嵌入式系统的工具。ICE是实际是一个特殊的嵌入式系统，一般是由专业公司研制和生产。内部含有一个具有“透明性”和“可控性”的MCU，可以代替被开发系统（目标系统）中的MCU工作，用ICE的资源来仿真目标机。因此，ICE实际上是内部电路仿真器，用于代替微处理器，并植入微处理器与总线之间的电路中，允许使用者监视和控制微处理器所有信号的进出。因此，这种仿真方式和设备，更准确的讲应该称为实时在板仿真（OnBoardDebug）器。它是一个相对昂贵的设备单片机应用系统的软硬件开发工具实时在板仿真器通常称为在线仿真ICE（InCircuit实时在片仿真器为了解决实时仿真的困难，新型芯片集成了硬件调试接口，最常见的就是JTAG“JointTestActionGroup（联合测试行为组织）”接口。JTAG的建议于1990年被IEEE批准为IEEE1149.1测试访问端口和边界扫描结构标准。JTAG主要应用于电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。JTAG的基本原理是采用一种原应用于对集成电路芯片内部进行检测的“边界扫描”技术,当芯片在工作时，可以将集成电路内部的各个部分的状态以及数据，组成一个串行的移位寄存器链，并通过引脚送到芯片的外部。所以通过JTAG硬件调试接口，用户就能了解芯片在实际