Proteus,虛擬串口通信,設(shè)計(jì),仿真

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1、昌吉學(xué)院學(xué)報(bào)2014年第6期基于Proteus虛擬串口通信的設(shè)計(jì)與仿真王超（昌吉學(xué)院物理系新疆昌吉831100）摘要：串口通信是單片機(jī)與其它外設(shè)交換信息的重要方式，本文研究了用Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)串口通信的方法，借助串口助手、虛擬終端和多種調(diào)試手段實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與PC機(jī)的雙向串口通信，仿真結(jié)果表明：這種通信方式簡(jiǎn)單易行，數(shù)據(jù)傳輸可靠，對(duì)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)具有很好的借鑒意義。關(guān)鍵詞：Proteus；串口通信；單片機(jī)；PC機(jī)中圖分類號(hào)：TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-6469（2014）06-0072-040引言串口通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號(hào)線、地線、控制

2、線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。就單片機(jī)來說，這種通信方式是實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)、智能儀器儀表連接的重要手段，常見的通信標(biāo)準(zhǔn)有RS232和RS485，其中RS232有三線制接法和九線制接法，RS-485接口則是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分[1-2]接收器的組合，抗噪聲干擾性好，這兩種方式因接線簡(jiǎn)單，通信協(xié)議靈活而得到廣泛的應(yīng)用。1Proteus虛擬串口Proteus軟件是英國LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，是目[3-4]前世界上唯一將電路仿真軟

3、件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。通常情況下，虛擬仿真系統(tǒng)是不能與物理環(huán)境交互通信的，但是Proteus虛擬系統(tǒng)模擬了這種功能，它使Proteus仿真環(huán)境下的系統(tǒng)能與實(shí)際的物理環(huán)境直接交互，Proteus的COMPIM組件是一種串行接口組件，當(dāng)由CPU或UART軟件生成的數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)在PC物理COM接口時(shí)，它能緩沖所接收的數(shù)據(jù)，并將它們以數(shù)字信號(hào)的形式發(fā)送給Proteus仿真電路，如果不使用物理串口而使用虛擬串口，使用串口調(diào)試助手軟件能與Proteus單片機(jī)串口直接交互，此時(shí)需要安裝虛擬串口驅(qū)動(dòng)軟件VSPD。2仿真實(shí)例選用AT89C52型號(hào)單片機(jī)，運(yùn)行在P

4、C機(jī)中的串口調(diào)試軟件，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)雙向通信。2.1硬件電路設(shè)計(jì)2.1.1安裝虛擬串口驅(qū)動(dòng)程序VSPD并運(yùn)行在Firstport中選擇COM3，在Secondport中選擇COM4，單擊“AddPair”按鈕，這兩個(gè)端口立即出現(xiàn)在左邊的VirtualPorts分支下，且用藍(lán)色虛線將它們連接起來，在PC的設(shè)備管理器中，也會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)串[5-6]口的顯示。如圖1所示。收稿日期：2014-09-17基金項(xiàng)目：昌吉學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（14jyyb012）；新疆高?？蒲杏?jì)劃項(xiàng)目（XJEDU20145070）作者簡(jiǎn)介：王超（1979-），男，新疆昌吉人，昌吉學(xué)院物理系，講師，研究方向：自

5、動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真等。72昌吉學(xué)院學(xué)報(bào)2014年第6期圖1虛擬串口驅(qū)動(dòng)軟件2.1.2單片機(jī)與PC機(jī)串口通信硬件電路在Proteus中，在元件庫中選取AT89C52、數(shù)碼管、COMPIM組件和虛擬終端等，將串口中的COM3分配給COMPIM使用，COM4分配給串口助手使用，COM3和COM4已經(jīng)通過虛擬串口驅(qū)動(dòng)程序VSPD連接，第一個(gè)虛擬終端的RXD端接單片機(jī)的P3.0引腳，第二個(gè)虛擬終端的RXD端接單片機(jī)的P3.1TXD引腳，數(shù)碼管ABCDEFGDP口連接單片機(jī)的段選P0.0-0.7，1234口連接單片機(jī)的位選P2.0-P2.3，用按鈕K1模擬外部中斷，向PC機(jī)發(fā)送字符串，

6、單片機(jī)時(shí)鐘頻率為11.0592MHz，如圖2所示。圖2單片機(jī)與PC機(jī)通信硬件電路2.2軟件程序設(shè)計(jì)軟件部分由主程序和中斷程序組成，用C51程序編寫，中斷部分包括串口接收中斷函數(shù)和外部中斷發(fā)送字符串函數(shù)。采用定時(shí)器T1，工作在方式2（8位自動(dòng)裝載），串口工作在方式1。2.3軟硬件聯(lián)合調(diào)試2.3.1C51代碼級(jí)調(diào)試在源代碼級(jí)調(diào)試C51程序，需要先把C51語言編譯成OMF51格式的可執(zhí)行文件，也就是絕對(duì)目標(biāo)文件，OMF51格式的文件包含所有的指令和調(diào)試信息，允許實(shí)現(xiàn)全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)、觀察變量等調(diào)試73昌吉學(xué)院學(xué)報(bào)2014年第6期功能，OM51格式是Keil所支持的。2.3.2K

7、eilC與Proteus聯(lián)合調(diào)試這種調(diào)試方式，可實(shí)現(xiàn)邊調(diào)試，邊修改程序，需要安裝KeilC和Proteus的連接文件vdmagdi.exe，進(jìn)行相關(guān)的軟件設(shè)置后，切換到源代碼窗口，如圖3所示。圖3聯(lián)合調(diào)試窗口聯(lián)合調(diào)試常見的方法有如下幾種：（1）按F10和F11可單步運(yùn)行，F(xiàn)11是單步運(yùn)行鍵，F(xiàn)10是跳出函數(shù)鍵，兩者配合使用可有選擇性的進(jìn)入函數(shù)，便于觀察函數(shù)的執(zhí)行過程。（2）單擊按鈕，程序可執(zhí)行到光標(biāo)處，有助于觀察程序運(yùn)行到光標(biāo)處某個(gè)變量、寄存器或者存儲(chǔ)單元的值，便于分析程序運(yùn)行狀況。（3）打開寄存器窗口