软件安装过程:首先安装Proteus 7.1 SP4,然后根据开发需要安装Keil Realview MDK 3.10 或MPLAB 7.6,最后安装Proteus VSM Driver for Keil C或Proteus VSM Driver for MPLAB。
　　传统电子系统一般设计步骤如下:根据需求进行总体设计→绘制原理图、PCB图→购买元器件和仿真器→制作、焊接电路板→编写软件→综合调试。如果此时发现某器件问题或原理性问题,就要修改硬件或重新制板,导致开发周期延长和成本的提高。在虚拟平台下,不需要任何硬件就可以进行硬件电路的设计与调试,如发现问题,便可以像编写、调试软件一样编辑、调整硬件电路。假如以Philips ARM7型LPC2138为核心器件、以LCD1602液晶显示模块为主要外围器件,来设计一个电压表,其基本功能是检测一个交互式滑动变阻器的滑动抽头的电压,采用LPC2138内部的AD0 A/D转换模块采集该电压信号,经简单处理后在LCD1602上输出显示。在虚拟实验环境中,设计、实现电压表的方法和步骤如下。
　　1. 启动Proteus ISIS应用程序,按照表1给出的元器件向Proteus ISIS的原理图编辑器添加元器件,适当调整元器件的整体布局和相对位置,然后添加连线,如图1所示,存盘(比如存为Vol_Meter.DNS)。然后选中Proteus ISIS窗口中 “Debug->Use Remote Debug Monitor”菜单项,将该原理图作为Keil MDK项目程序的调试目标。此时,即可关闭Proteus ISIS。
　　2. 运行Keil uVision3,新建一个项目Vol-Meter.uv2,选择NXP的LPC2138作为编译目标,并拷贝Startup.s复位文件至项目文件中。在Keil uVision3中新建2个C文件:Lcd_driver.c和main.c,并将其加到Vol-Meter.uv2项目当中。Lcd_driver.c包含了LCD1602模块的初始化代码,以及清屏、光标定位、数据写入过程。main.c文件主要包括LPC2138初始化(包括引脚设置、A/D模块设置等)、A/D转换代码,调用Lcd_driver.c中定义的相关过程输出显示A/D转换结果。
　　完成代码输入后,打开该项目的“选项(Options)”对话框,选择“Output”页,勾选“Create HEX File”复选项,如图2所示;然后选择“Debug”,选中右边的“Use”,并打开与“Use”相应的下拉列表框,选择“Proteus VSM Simulator”,如图3所示。
　　选设置完毕,“确定”即可。执行“Project——> Build Target”菜单命令编译该项目,生成目标文件“Vol-Meter.hex”。
　　3) 使用Proteus ISIS打开原理图文件“Vol_Meter.DNS”,双击LPC2138模块打开其参数编辑对话框,单击该对话框上的文件夹图标打开文件夹,选择“Vol-Meter.hex”文件,“确定”即可将目标文件“Vol-Meter.hex”与原理图中的LPC2138模块相关联。
　　4. 激活Keil uVision3,即可进行汇编级的或C代码级单步跟踪调试,如图4所示;或让程序全速运行,在Proteus ISIS窗口观察各器件的运行状态,如图1所示。ISIS中的电路原理图中的电位器是一个交互式器件,可以使用鼠标调整其抽头的位置以改变P0.27引脚的模拟输入电压,此时,LCD1602模块中的电压值就会随之改变。这样在一定程度上,方便快捷地验证了硬件、软件设计的合理性、正确性。
　　对于多任务或实时通信系统的设计,可采用嵌入式操作系统(或嵌入式实时操作系统),如uCOS-Ⅱ。以上例子虽然简单,但足以说明问题。教师可以很方便地使用该虚拟平台支持课堂教学,因为这个平台的建立与运行只需要1台计算机,这是任何一个多媒体教室都有的;也可以将其用于电子信息类学生的课程设计或毕业设计平台,为学生提供较大的设计空间,以充分发挥其主动性;也可以将该平台用于科研或新产品设计等。只要有关于电子产品设计新想法、新思路,使用Proteus,不需要买任何电子元器件,也不需要制作PCB板,在Proteus环境下可以像搭积木一样,搭建所需要的电路,包括所需MCU及其外围电路。然后可以在Keil或MPLAB里编程序,把Keil(或MPLAB)和Proteus 连接后,就可以进行软硬件的综合仿真调试,非常方便。使用Proteus进行新产品的设计开发,可缩短开发时间,降低开发费用。
　　
　　 四、结束语
　　
　　利用Proteus与Keil或Keil MDK整合构造虚拟的嵌入式系统教学实验平台,虽然也存在许多缺点,但其具有比较明显的优势。利用该虚拟教学实验平台可以做几乎全部的软件实验和绝大多数的硬件系统;而且基本上不需要硬件投入,随着技术发展,虚拟平台可获得不断升级,所以具有明显的经济优势,不仅弥补了实验仪器和元器件缺乏带来的不足,而且排除了原材料消耗和仪器损坏等因素,可以帮助学生更快、更好地掌握课堂讲述的内容,加深对概念、原理的理解,弥补课堂理论教学的不足。学生通过仿真实验,可以熟悉嵌入式系统的开发方法,这对进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力具有重要意义。
　　
　　主要参考文献
　　
　　[1] 林志琦,等. 基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
　　[2] 周润景,袁伟亭.基于PROTEUS的ARM虚拟开发技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
　　[3] 周立功,等.深入浅出ARM7[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
 

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