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一种单片机虚拟实验室的建立方法

发布时间:2020-06-30 15:57:13 阅读: 来源:钉扣机厂家

0 引 言 单片机的学习是一个实践性很强的过程,目前的单片机实验室基本采用硬件仿真设备搭建,受资金和场地的限制,单片机实验室配置的灵活性和完整性受到一定的限制。针对这些问题,在此提出一种建立基于个人PC和各种软件的单片机个人虚拟实验室方案。所谓“虚拟实验室”,就是将计算机上的各种虚拟仪器,按实验要求和设计原理,虚拟出与现实相同的实验系统,进而在这个系统上完成整个实验。与传统实验模式相比,虚拟实验具有比较明显的优势,例如,涉及的实验内容全面,硬件投入少,学生可自行实验,实验过程中损耗小,与工程实践最为接近等。一般的虚拟实验室仅包含单片机系统的调试,本文在此基础上又加入了与上位机的联合调试。 在此,以使用VB通过RS 232串口控制51单片机LED的亮灭为例,介绍基于PC和软件建立单片机虚拟实验室的过程。

本文引用地址: 单片机虚拟实验室的构成 原理框图如图1所示。上位机用于编写监控界面及程序,实现对单片机系统的监控,它可以使用VB,VC,Delphi等软件实现;虚拟串口用来实现上下位机通信的软件模拟,在这里也可以使用自带通信类的LabVIEW来实现上位机软件和虚拟串口两项功能;虚拟调试一般以Proteus为平台,建立单片机系统的硬件系统;联合调试软件可为单片机系统提供软件,Proteus支持Hex,COF,D90类型文件,同时支持第三方的软件编译和调试环境,联合调试软件一般有Keil,ADS,Wave等。

为了更具有代表性和一般性,该方法的上位机软件使用VB 6.O开发,虚拟串口采用Virtual Serial Ports Drivei XP 5.1;虚拟调试平台采用Proteus 6.7 SP3;联合调试软件使用Keil C51 μVision 2。

2 系统硬件的建立 单片机系统的硬件在Proteus中实现,主要完成硬件平台的搭建和仿真效果的观察。2.1 Proteus简介 Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,它能够提供丰富的测试信号用于电路测试,同时还提供Schematic Drawing,Spice仿真与PCB设计功能,可以仿真51系列、AVR,PIC,ARM等常用的MCU,并提供周边设备的仿真。Proteus的强大功能为虚拟实验室的构建提供了基础。2.2 硬件平台的搭建 在这里,单片机采用AT89C52,在P1口接8个LED,单片机的P3.O,P3.1分别与串口元件COMPIM的RXD,TXD相连,COMPIM已经自带电平转换功能,就不需要MAX232元件,复位、晶振电路也不需要。硬件平台原理图如图2所示。

调出AT89C52属性设置窗口,为了串行通信设置方便,设置晶振Clock Frequeney为11.059 2 MHz,如图3所示,其他参数保留默认即可。打开串口元件COMPIM属性对话框,在Physical port选项选择COM4,即使用串口4,该串口是在后面使用软件虚拟出来的,其他参数设置如图4所示,其代表波特率9 600 b/s,8个数据位,无奇偶校验,1个停止位,其余选项保持默认即可。上位机中的通信设置以及单片机的软件编写都要求与该设置一致。

3 系统软件的建立 系统软件的建立包括单片机系统软件和PC上位机软件的建立。

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