如何仿真單片機(jī)的外圍設(shè)備

摘要：單片機(jī)開發(fā)需要良好的軟件開發(fā)環(huán)境支持，現(xiàn)國內(nèi)外已經(jīng)有若干軟件仿真器支持51系列單片機(jī)，但外圍設(shè)備的仿真仍是軟件仿真的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。本文針對目前較為流行的Keil公司的51單片機(jī)軟件仿真器，介紹如何利用VC++編寫動態(tài)鏈接庫，仿真單片機(jī)外圍設(shè)備，從而為軟件仿真器提出一新思路。

    關(guān)鍵詞：單片機(jī) 仿真 動態(tài)鏈接庫

1 問題提出

目前，單片機(jī)因其諸多特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)本身只有一個(gè)電子器件，只有和其它器件、設(shè)備有機(jī)地組合在一起，并配置適當(dāng)?shù)墓ぷ鞒绦颍ㄜ浖�）后，才能�?gòu)成一個(gè)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，單片機(jī)的開發(fā)包括硬件和軟件兩個(gè)部分。單片機(jī)本身沒有自開發(fā)功能，必須借助于開發(fā)工具。近年來，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不斷普及，國內(nèi)外推出了不少以PC機(jī)為基礎(chǔ)的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)；而軟件模擬仿真器是一種新型的開發(fā)方法。這種方法是在PC機(jī)上，用軟件來實(shí)現(xiàn)仿真，并配置一系列相關(guān)的服務(wù)程序，使用時(shí)，只要在PC機(jī)上運(yùn)行該軟件包，就可以對目標(biāo)碼程序進(jìn)行調(diào)試。對于那些只是用到單片機(jī)內(nèi)部資源的設(shè)計(jì)來說，可以在軟件仿真器內(nèi)完成仿真工作。但是，由于目前大多數(shù)廠商提供的產(chǎn)品還不能模擬單片機(jī)的外圍設(shè)備（如液晶顯示板），所以對于那些用到外部設(shè)備的設(shè)計(jì)來說，軟件仿真器則顯得力從心了。在這種情況下，筆者利用硬件軟化的思想及面向?qū)ο�、窗口等技術(shù)，將外圍設(shè)備的功能在軟件中實(shí)現(xiàn)。下面就針對Keil公司的51單片機(jī)軟件仿真器，介紹如何利用VC++編寫動態(tài)鏈接庫，仿真單片機(jī)外圍設(shè)備，從而彌補(bǔ)純軟件仿真的不足，最大限度地發(fā)揮軟件仿真的威力。

2 方案構(gòu)思

目前，Keil公司出品的51系列單片機(jī)軟件仿真器已經(jīng)成為國內(nèi)流行的軟件仿真器之一。Keil uVision2是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序，集成了C51編譯器、A51匯編器、L51連接器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、項(xiàng)目管理器及調(diào)試器等，可以完成編輯、編譯、鏈接、調(diào)試及仿真等整個(gè)開發(fā)流程，可以用IDE編譯C或匯編源文件。

而單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)總要和外部事件打交道，比如響應(yīng)外部中斷，檢測某一引腳上輸入信號電平的高低，完成A/D轉(zhuǎn)換等；同時(shí)某些情況下，還要根據(jù)外部信號輸出不同的控制信號。如果使用硬件仿真系統(tǒng)或在線調(diào)試器時(shí)，已有一個(gè)實(shí)實(shí)在在硬件環(huán)境，在調(diào)試時(shí)，可以利用目標(biāo)系統(tǒng)提供給單片機(jī)各種信號的輸入，以便測試單片機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。如果使用軟件仿真器，沒有任何硬件環(huán)境可以給出這些外部信號，所以外部信號的輸入是面臨的一個(gè)難題；此外單處常常需要和其它常用器件有機(jī)地組合在一起使用，如A/D芯片、液晶顯示板等，如何仿真這些常用器件的功能，也是面臨的一個(gè)難題。

一種解決的方法是，利用Keil提供的調(diào)試函數(shù)實(shí)現(xiàn)。調(diào)試函數(shù)可以模擬外部設(shè)備產(chǎn)生的給CPU的模擬和脈沖輸入信號，還可以產(chǎn)生外部中斷，周期性更新模擬輸入,將串行數(shù)據(jù)送入片內(nèi)串行口，解決了外部信號的輸入問題。但dScope只支持特殊命令語句及一些特定的表達(dá)式，需要花費(fèi)時(shí)間掌握調(diào)試命令；而且利用調(diào)試函數(shù)不能仿真外圍設(shè)備的界面，不直觀。

另一種解決的方法是，利用Keil提供的接口AGSI（Advanced Generic Simulator Interface），用

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