众所周知,在嵌入式系统的开发中,存在着软件仿真开发这样一个概念,在很多嵌入式系统的开发软件都自带有目标CPU的软件模拟功能,在系统的电路板尚未完成之前可以先进行软件模拟仿真,但这仅仅能对CPU进行软件仿真。在此,我来介绍一种基于Proteus的嵌入式系统虚拟化开发方式,这种方式完全不用目标板和仿真器就能够从电路设计到软件开发完全通过软件虚拟的方法进行,当系统的功能实现时再按照设计的系统进行硬件测试,这样可以缩短系统开发时间和经费,对于嵌入式系统开发的爱好者而言,他们往往没有足够的资金购买昂贵的开发板来进行开发,这是一种很好的通过软件开学习嵌入式系统开发的绝佳方法!
首先我们先介绍这里的一个关键的处理器及外围器件的虚拟仿真软件,在很多EDA工具中,Proteus是目前最好的能够虚拟嵌入式系统开发中常用的处理器和外围器件的EDA工具,注意我把处理器加粗啦,呵呵,没错,Proteus能够软件仿真常用的处理器,包括大多数的单片机,如8051,AVR等等,其新版还已经实现了ARM的模拟仿真,能够很好的模拟很多ARM芯片,如Philips的LPC系列ARM处理器!
在外围电路的仿真方面,Proteus 与 multisim(如LCD,RAM,ROM,键盘,马达,LED,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC 器件,...)还是比较类似,不过它最重要的是可以仿真MCU!这样我们就可以在Proteus设计电路,然后通过和开发软件如Keil uVersion for ARM,Keil uVersion for 8051,IAR等等进行软件开发和联机调试,完全跟用开发板和仿真器调试是完全一样的!有了这个,什么ARMulator,SkyEye等等完全可以抛开一边。
当然,软件仿真精度有限,而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型,用开发板和仿真器当然是最好选择,但是试一下吧,不会让你失望的!
首先,我们来介绍一下Proteus,目前最新版本是7.12,支持51系列,ARM,AVR等等MUC及常用的外围器件仿真。Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件,Proteus软件有十多年的历史,在全球广泛使用,除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外,其革命性的功能是,他的电路仿真是互动的,针对微处理器的应用,还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,并实现软件源码级的实时调试,如有显示及输出,还能看到运行后输入输出的效果,配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等,您不需要别的,Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境!尤其重要的是Proteus Lite可以完全免费,也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果;功能最强的Proteus专业版也非常便宜,人人用得起,对高校还有更多优惠。
Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。
其功能模块:—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具;PROSPICE混合模型SPICE仿真; ARES PCB设计.
PROSPICE 仿真器的一个扩展PROTEUS VSM:便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外,还可以结合微控制器软件使用动态的键盘,开关,按钮,LEDs,LCD显示,CPU模型.
1.支持许多通用的微控制器,如PIC,AVR,HC11以及8051. 最新支持ARM,如LPC2×××系列ARM处理器
2.交互的装置模型包括: LED和LCD显示,RS232终端,通用键盘,I2C,SPI器件
3. 强大的调试工具,包括寄存器和存储器,断点和单步模式
4. IAR,C-SPY 和Keil uVision2/3等开发工具的源代码级调试
5. 应用特殊模型的DLL界面-提供有关元件库的全部文件
最新版支持非常丰富仿真元件共7000多种,还有很多第三方模型。如MMC卡,以太网卡,ATA硬盘,麦克风,等等。
在接下来的文章里,我会继续为大家介绍基于Proteus进行嵌入式系统开发的方法,例如开发软件时软件开发工具如Keil,IAR等如何与Proteus进行联机调试 ,让开发的软件如何在Proteus设计的系统上运行,如何在Proteus中设计电路等等... ...敬请期待,呵呵
关于Proteus更多信息,请访问其官方网站:http://www.labcenter.co.uk/