如何仿真單片機的外圍設備

摘要：單片機開發需要良好的軟件開發環境支持，現國內外已經有若干軟件仿真器支持51系列單片機，但外圍設備的仿真仍是軟件仿真的一個薄弱環節。本文針對目前較為流行的Keil公司的51單片機軟件仿真器，介紹如何利用VC++編寫動態鏈接庫，仿真單片機外圍設備，從而為軟件仿真器提出一新思路。

    關鍵詞：單片機 仿真 動態鏈接庫

1 問題提出

目前，單片機因其諸多特點，在各行各業中得到了廣泛的應用。單片機本身只有一個電子器件，只有和其它器件、設備有機地組合在一起，并配置適當的工作程序（軟件）后，才能構成一個單片機的應用系統。因此，單片機的開發包括硬件和軟件兩個部分。單片機本身沒有自開發功能，必須借助于開發工具。近年來，隨著個人計算機系統的不斷普及，國內外推出了不少以PC機為基礎的單片機開發系統；而軟件模擬仿真器是一種新型的開發方法。這種方法是在PC機上，用軟件來實現仿真，并配置一系列相關的服務程序，使用時，只要在PC機上運行該軟件包，就可以對目標碼程序進行調試。對于那些只是用到單片機內部資源的設計來說，可以在軟件仿真器內完成仿真工作。但是，由于目前大多數廠商提供的產品還不能模擬單片機的外圍設備（如液晶顯示板），所以對于那些用到外部設備的設計來說，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對象、窗口等技術，將外圍設備的功能在軟件中實現。下面就針對Keil公司的51單片機軟件仿真器，介紹如何利用VC++編寫動態鏈接庫，仿真單片機外圍設備，從而彌補純軟件仿真的不足，最大限度地發揮軟件仿真的威力。

2 方案構思

目前，Keil公司出品的51系列單片機軟件仿真器已經成為國內流行的軟件仿真器之一。Keil uVision2是一個標準的Windows應用程序，集成了C51編譯器、A51匯編器、L51連接器、實時操作系統、項目管理器及調試器等，可以完成編輯、編譯、鏈接、調試及仿真等整個開發流程，可以用IDE編譯C或匯編源文件。

而單片機軟件的設計總要和外部事件打交道，比如響應外部中斷，檢測某一引腳上輸入信號電平的高低，完成A/D轉換等；同時某些情況下，還要根據外部信號輸出不同的控制信號。如果使用硬件仿真系統或在線調試器時，已有一個實實在在硬件環境，在調試時，可以利用目標系統提供給單片機各種信號的輸入，以便測試單片機的實際運行情況。如果使用軟件仿真器，沒有任何硬件環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難題；此外單處常常需要和其它常用器件有機地組合在一起使用，如A/D芯片、液晶顯示板等，如何仿真這些常用器件的功能，也是面臨的一個難題。

一種解決的方法是，利用Keil提供的調試函數實現。調試函數可以模擬外部設備產生的給CPU的模擬和脈沖輸入信號，還可以產生外部中斷，周期性更新模擬輸入,將串行數據送入片內串行口，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式，需要花費時間掌握調試命令；而且利用調試函數不能仿真外圍設備的界面，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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