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单片机仿真器
阅读:1423时间:2016-11-17 14:57:54

定义

  指以调试单片机软件为目的而专门设计制作的一套专用的硬件装置。

原理

  单片机在体系结构上与PC机是完全相同的,也包括中央处理器,输入输出接口,存储器等基本单元,因而与PC机等设备的软件结构也是类似的。因为单片机在软件开发的过程中需要对软件进行调试,观察其中间结果,排除软件中存在的问题。但是由于单片机的应用场合问题,其不具备标准的输入输出装置,受存储空间限制,也难以容纳用于调试程序的专用软件,因此要对单片机软件进行调试,就必须使用单片机仿真器。单片机仿真器具有基本的输入输出装置,具备支持程序调试的软件,使得单片机开发人员可以通过单片机仿真器输入和修改程序,观察程序运行结果与中间值,同时对与单片机配套的硬件进行检测与观察,可以大大提高单片机的编程效率和效果。

发展

  最早的单片机仿真器是一套独立装置,具有专用的键盘和显示器,用于输入程序并显示运行结果;随着PC机的普及,新一代的仿真器大多数都是利用PC机作为标准的输入输出装置,而仿真器本身成为微机和目标系统之间的接口而已,仿真方式也从最初的机器码发展到汇编语言、C语言仿真,仿真环境也与PC机上的高级语言编程与调试环境非常类似了。
  仿真机一般具有一个仿真头,用于取代目标系统中的单片机,也就是用这个插头模仿单片机,这也是单片机仿真器名称的由来。
  目前,随着单片机的小型化,贴片化和具有ISP,IAP等功能的单片机的广泛应用,传统单片机仿真器的应用范围也有所缩小。而软件单片机仿真器(即单片机仿真程序)的应用逐渐广泛,单片机仿真程序即在个人计算机上运行的特殊程序,可在一定程度上模拟单片机运行的硬件环境,并在该环境下运行单片机目标程序,并可对目标程序进行调试、断点、观察变量等操作,可大大提升单片机系统的调试效率。纯软件单片机仿真器往往与硬件设计程序集成在一起发布,使得开发者可以对单片机硬件与软件进行同步开发。

其他说明

  主要功能和特性:
  1.可以仿真63K程序空间,接近64K的16位地址空间.
  2.可以仿真64Kxdata空间,全部64K的16位地址空间.
  3.可以真实仿真全部32条IO脚.
  4.完全兼容keilC51 UV2调试环境,可以通过UV2环境进行单步,断点,全速等操作.
  5.可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试
  6.可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某变量上就会立即显示出它此的值.
  7.可选择使用用户晶振,支持0-40MHZ晶振频率。
  8.片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选择使用他们,进行xdata的仿真.
  9.可以仿真双DPTR指针.
  10.可以仿真去除ALE信号输出.
  11.自适应300-38400bps的所有波特率通讯.
  12.体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地 减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障.
  13.仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,附赠优质园脚IC插座,保护仿真插针,同时不会损坏目标板上的插座.
  14.仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障.
  15RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。
  功能限制:
  仿真器占用单片机串口及定时器2,与Keil C(PC)通讯,故不支持串口及定时器2的仿真功能。 全速运行时单片机串口及定时器2可供用户使用。
  仿真器使用方法:
  1. 将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中,仿真器由用户板供电;
  2. 将仿真器的串行电缆和PC机接好,打开用户板电源;
  3. 通过Keil C 的IDE开发仿真环境UV2 下载用户程序进行仿真、调试。
  4. 仿真器硬件说明:
  a.使用用户板的晶振
  仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振,当两个短路块位于仿真器晶振一侧时,默认使用仿真板上的晶振(11.0592MHz), 当两个短路块位于电容一侧时,使用用户板的晶振。
  b.为便于调试带看门狗的用户板,仿真器的复位端未与用户板复位端相连;故仿真器的复位按 钮只复位仿真器,不复位用户板;若要复位用户板,请使用用户板复位按钮。
  设置方法
  1. 先打开一个工程文件。如果你没有工程文件就要先建立一个。这里拿 keil c51提供的 hello.prj为例子说明:
  用鼠标点击菜单的project,选择open project。如图:
  2. 选择keil\c51\examples\hello\hello,点击打开,如图:
  3.选择菜单的Project->Option for Target 'Simulator',如图:
  3.1选择C51栏的设置如图: 删掉define:里的MONITOR51这几个字母,如果define栏是空的,可以跳过这一步:
  删掉MONTOR51之后的设置如下图,不要点击确定,因为还要进行其他设置:
  附注:3.1的步骤是调试keil提供的这个Hello工程才需要做的,对你自己建立的工程不需要这个设 置,你自己的工程可以跳过这步,直接进行下一个设置.在这里用红色来写这个说明,是需要引起用 户注意。
  4.选择debug栏的设置项目: Use: Keil Monitor-51 Driver :选择这一项 Load Application at Start:选择这项之后,keil才会自动装载你的程序代码。Go till main:调试C语言程序时可以选择这一项,PC会自动运行到main程序处
  点击上图的Settings,打开新的窗口: Port:设置你的串口号,为仿真器的串口电缆线所连接的串口。 Baudrate:设置为38400,仿真器固定使用38400bps跟keil C通讯。 Serial Interrupt: Cache Options: 这两项可以选也可以不选;
  最后点击ok和确定关闭你的设置。
  5. 编译你的程序,选择Project -> Rebuild all target files
  6. 编译完毕之后,选择Debug->Start/Stop Debug Session,就进入仿真了
  7. 装载代码之后,在左下角显示如图:
  Connected to Monitor-51 V3.4  表示连接到仿真器,仿真器的版本号为3.4, Load "C:\\Keil\\C51\EXAMPLES\\HELLO\\HELLO"  表示代码装载成功。
  8.其他的调试方法跟软件仿真一样,有单步,断点,全速运行等各种调试方法。

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