单片机应用技术仿真方法

仿真主要分为两大类，即硬件仿真和软件仿真。

（1）硬件仿真。

使用附加的硬件来代替用户系统的单片机并完成单片机全部或大部分的功能，使用附加软件后用户就可以对程序的运行加以控制，如单步、全速、断点等。例如，在程序的运行中，在设置的断点处查看某寄存器、存储器单元的内容。硬件仿真是开发过程中所必需的，人们把实现硬件仿真功能的开发工具称为仿真器。

（2）软件仿真。这种方法主要是使用计算机软件来模拟单片机的运行。因此在仿真与硬件无关的系统时具有一定的优点。用户不需要搭建硬件电路就可以对程序进行验证，特别适合于偏重算法的程序。软件仿真的缺点是无法完全仿真与硬件相关的部分，因此最终还是要通过硬件仿真来完成最终的设计。

1.硬件仿真

通过硬件仿真与试验样机联机进行的“实时”在线仿真称为在线仿真器。在线仿真器是单片机开发系统中的一个主要部分。单片机在线仿真器本身就是一个单片机系统，它具有与所要开发的单片机应用系统相同的单片机型号。所谓仿真，就是在线仿真器中的具有“透明性”和“可控性”的单片机来代替应用系统中的单片机工作，通过开发系统控制这个“透明的”、“可控性”的单片机的运行，即用单片机开发系统的资源来仿真应用系统。这是软件和硬件一起综合排除故障的一种先进开发手段。所谓在线，就是仿真器中单片机运行和控制的硬件环境与应用系统单片机实际环境一致。在线仿真的方法，就是使单片机应用系统在实际运行环境中、实际外围设备情况下，用开发系统仿真、调试。

2.软件仿真(www.xing528.com)

单片机应用系统软件仿真开发平台有两个常用的工具软件：Keil C51和Proteus ISIS。前者主要用于单片机C语言源程序的编辑、编译、连接及调试；后者主要用于单片机硬件电路原理图的设计以及单片机应用系统的软、硬件联合仿真调试。

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件，它可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，其最大的特点是可以支持许多型号的单片机仿真。该软件的单片机仿真库里有51系列、PIC系列、AVR系列等，另外还提供了SCH（原理图）与PCB（印制板）设计功能，我们可以用该软件模拟通过后再制作印制板。

在使用Proteus软件对51系列单片机系统进行仿真开发时，编译调试环境可以选用Keil C51μVision 4软件。该软件支持更多不同公司的MCS-51架构的芯片，集编辑、编译和程序仿真一体化，同时还支持汇编和C语言的设计，界面友好易学，在调试程序、软件和仿真方面有强大的功能，其使用已在前面进行了详细介绍。

用软件开发工具Proteus软件模拟器调试软件不需要任何硬件在线仿真器，也不需要用户硬件样机，直接可以再PC上开发和调试单片机软件。调试完毕的软件可以将机器代码固化，一般能直接投入运行。

尽管虚拟仿真开发工具Proteus具有开发效率高，不需要附加的硬件开发装置成本，但仅适用纯软件来对用户系统进行仿真，对硬件电路的实时性还不能完全准确的模拟，因此不能进行用户样机硬件部分的诊断与实时在线仿真。因此在系统开发的过程中，一般是在Proteus环境下设计出系统原理图，编写程序，再在Proteus环境下仿真调试通过，最后依照仿真的结果，完成实际的硬件设计，并将仿真通过的程序烧录到单片机的Flash存储器中，然后安装到用户的样机硬件板上去观察运行结果。如果有问题，再连接硬件仿真器去分析、调试。