基于的單片機(jī)虛擬開發(fā)環(huán)境

單片機(jī)是國內(nèi)大專院校電子技術(shù)類專業(yè)的必修課程之一，很多學(xué)生畢業(yè)之后也在從事單片機(jī)的軟硬件設(shè)計工作。單片機(jī)的開發(fā)要求設(shè)計人員具有一定的硬件設(shè)計基礎(chǔ)和匯編或者C語言的編程能力，目前國內(nèi)多數(shù)大專院校都是采取先教學(xué)后實驗的教學(xué)步驟，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中缺少一個感性認(rèn)識，在實驗時又無法與課本上的知識聯(lián)系起來，因此造成了時間與教學(xué)資源的雙重浪費。

l Proteus的引入
伴隨著計算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，在各個領(lǐng)域都出現(xiàn)了各種仿真系統(tǒng)，為各種實際系統(tǒng)的開發(fā)提供了準(zhǔn)確可靠的保證，同時節(jié)約了大量的人力和物力。仿真技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展是科技發(fā)展的必然結(jié)果，是現(xiàn)代科技的關(guān)鍵技術(shù)之一，并逐漸成為科技人員的必備技術(shù)。Proteus是在這種形勢下應(yīng)運而生并迅速發(fā)展的仿真系統(tǒng)。Proteus是模擬電路、數(shù)字電路、模／數(shù)混合電路的設(shè)計與仿真平臺；更是單片機(jī)系統(tǒng)先進(jìn)的設(shè)計與仿真平臺。它真正實現(xiàn)了在計算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成PCB的完整的設(shè)計與仿真過程。它得到了從事單片機(jī)事業(yè)的教師、工程技術(shù)人員以及眾多的大學(xué)生和單片機(jī)技術(shù)愛好者的青睞。
基于Proteus的單片機(jī)虛擬開發(fā)環(huán)境有效的將理論與實驗聯(lián)系起來，在這個開發(fā)環(huán)境里面可以很好地將演示、硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計結(jié)合起來，在教學(xué)和具體的工程項目中應(yīng)用這個開發(fā)環(huán)境不但有助于提高效率，而且可以降低開發(fā)成本和風(fēng)險。目前在電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計制造以及軟件開發(fā)等領(lǐng)域都趨向與采用虛擬仿真開發(fā)環(huán)境，虛擬環(huán)境的采用一方面有助于項目的并行開發(fā)提高產(chǎn)品開發(fā)周期，可以提前進(jìn)行一些傳統(tǒng)開發(fā)步驟中的后期工作；另一方面虛擬開發(fā)環(huán)境可以展現(xiàn)產(chǎn)品的雛形，將實驗品的一些實際問題暴露在虛擬設(shè)計階段，例如機(jī)械設(shè)計軟件SoliWorks與LabView的聯(lián)合可以完成機(jī)器運動部件的三維運動控制、控制邏輯分析、部件碰撞分析等存在風(fēng)險較大的設(shè)計工作的模擬，對于企業(yè)來說降低風(fēng)險投資和加快產(chǎn)品上市是贏得市場的關(guān)鍵因素。因此這里闡述的虛擬開發(fā)環(huán)境可以很好地適應(yīng)將來的科研和產(chǎn)品開發(fā)需要，培養(yǎng)開發(fā)人員的虛擬開發(fā)意識對于企業(yè)和社會來說都是一筆重要的知識財富。

2．Proteus仿真系統(tǒng)
Proteus是英國Labcenter公司的電路分析與實物仿真軟件，可以仿真、分析(Spice)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：
(1)實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和Spice電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS 232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。
(2)支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。
(3)提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 μVision 2等軟件。
(4)具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。啟動Proteus后將出現(xiàn)ISIS的設(shè)計窗口，如圖1所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕(最下面一行)、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。