Multisim10仿真软件在单片机实践教学中的应用
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Multisim10仿真软件在单片机实践教学中的应用
王超
【期刊名称】《山东轻工业学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(024)003
【摘要】针对单片机实践教学中出现的各种难点,介绍了仿真软件Multisim10在实践中的应用.将仿真软件Multisim10引入实践教学中,有效地解决了设计电路过程中的修改电路困难、调试过程繁琐、开发周期长等问题,较好地实现了制作实际电子产品之前的理论分析和测试.对参加电子设计竞赛和做课程设计的指导教师和学生有一定帮助.
【总页数】4页(P64-66,94)
【作者】王超
【作者单位】新疆昌吉学院,新疆,昌吉,831100
【正文语种】中文
【中图分类】TP91.9
【相关文献】
1.仿真软件NI Multisim10在中职学校《电子线路》课程教学中的应用 [J], 刘小明
2.Multisim10仿真软件在模拟电子技术教学中的应用 [J], 陈松;雷经发
3.仿真软件Multisim10在桥式整流滤波电路理论课教学中的应用探讨 [J], 孟宪微
4.Multisim10仿真软件在数字电路教学中的应用 [J], 周建春
5.Multisim10仿真软件在《电工电子技术》实践教学中的应用 [J], 董英英
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第30卷第3期Multisim10在单片机仿真中的应用吴凌燕(海军航空工程学院青岛分院 青岛 266041)摘 要:M ultisim10中M CU 模块可实现对8051、8052及PI C 系列单片机的仿真。
介绍了M ultisim10的基本情况,应用M u-l tisim10的M CU 模块仿真了单片机8051控制LED 灯的点亮过程,并通过该实例介绍了M ultisim10M CU 仿真模块的基本操作流程以及仿真的过程、方法及注意事项。
最后,总结了M ultisim10M CU 仿真模块进行单片机仿真的优点及不足之处。
关键词:M ultisim10;M CU ,单片机仿真中图分类号:T P399 文献标识码:AThe application of Multisim 10insingle -chip microcomputer simulationWu L ingyan(Naval Aeronautical Engineering Institure Qingdao Branch,Qingdao 266041,china)Abstr act :T he M CU module of M ult isim10can be used to sim ulate 8051,8052and t he PIC series micro -cont rollers.T hebasic informat ion of M ultisim10is introduced,and it s M CU module is used to sim ulate the process that a LE D is con -trolled by 8051.In th is sim ulation,the basic operating procedures,mothodand notes are proposed.Meanw hile,the advan -tage and disadvange of M CU simulat ing applicat ion are given.Keywor ds:Mult isim 10;MCU ;sngle -chip microcom puter sim ulation收稿日期:2010-80 引 言M ult isim10是NI 公司下属的Electronics Work bench Group 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件,前期发展经历了EWB5.0、EWB6.0、Multisim 2001、M ult-i sim 7、M ultisim8、M ult isim9等版本。
详解Multisim 10仿真实验步骤时间:2010-06-22 04:19:17 来源:作者:一、实验目的熟悉并掌握Multisim10对单片机的仿真过程。
加深对单片机硬件以及软件理论知识的理解。
二、实验原理1、Multisim10美国国家仪器公司下属的ElectroNIcs Workbench Group在今年年初发布了Multisim 10。
新版的Multisim10,加入了MCU模块功能,可以和8051等单片机进行编程联调,该软件元件丰富,界面直观,虚拟仪器的逼真度达到了让人相当高的程度,是电子设计、电路调试、虚拟实验必备良件。
工程师们可以使用Multisim 10交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
下面将简单介绍一下Multisim10刚加进来的MCU模块的使用方法。
双击桌面上的multisim10图标,由于软件比较大,需要等待一定的时间才能进入以下界面(图一):图一Multisim10界面和Office工具界面相似,包括标题栏、下拉菜单、快捷工具、项目窗口、状态栏等组成。
标题栏用于显示应用程序名和当前的文件名。
下拉菜单提供各种选项。
快捷工具分为:文件工具按钮,器件工具按钮,调试工具按钮,这些按钮在下拉菜单中都有,并经常用到,现在放在工具栏里是为了方便使用。
项目窗口中的电路窗口是用来搭建电路的,Design Toolbox工具栏是用来显示全部工程文件和当前打开的文件。
状态栏用于显示程序的错误和警告,如果有错误和警告那还还需要重新修改程序。
直到没有错误为止才能正常加载程序。
在电路窗口的空白处点击鼠标右键,将出现如下菜单(图二):图二菜单包括:放置元件(place component)、连接原理图(place schematic)、放置图形(place graphic)、标注(place comment)等,这里我们最常用到的只有第一个放置元件:点击菜单中第一个选项或者按“CTRL+W”会出现以下元器件选择对话框(图三):图三在Group中选择我们需要的器件的类别,在Family中选择我们需要的器件,点击“OK”即可。
Multisim10在单片机实验教学中的应用谢斌盛;谢陈跃【摘要】单片机实验课程是信息工程、电子工程、自动化等专业的一门必修课程,在完善学生专业实践技能上占有重要地位.Multisim 10中的MCU模块可以对805x、PIC等系列的单片机及其外围电路进行仿真调试,仿真结果直观,符合实际要求.Multisim 10能够在一个软件中实现从程序编译调试到电路分析仿真2大功能,将其引入单片机实验,极大地实现了教学的灵活性,有效地开拓了学生的能力.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2011(009)003【总页数】3页(P53-55)【关键词】Multisim 10软件;电路设计套件;单片机实验;MCU模块;仿真【作者】谢斌盛;谢陈跃【作者单位】广州大学,实验中心,广州510006;广州大学,实验中心,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP391.9;TN710单片机技术涉及数字电子技术、模拟电子技术、计算机和通信等多个领域,是电路设计+编程相结合的实践性学科[1-4]。
为便于学生能更好地理解实验,一般在动手实验之前,让学生预先在电脑上进行仿真。
在单片机系统仿真中,常用的仿真工具以Keil和Proteus[5]的应用最为广泛,二者均可做单片机系统仿真,但受限制较多,普遍的做法是将Keil和Proteus结合起来进行单片机系统的联合仿真[6]。
二者联合仿真又分为离线联合仿真和在线联合仿真2种情况。
前者在测试时需要在2个软件之间频繁切换,后者则会占用大量的系统资源。
现在,这些问题都可以在Multisim 10中得到较为理想的解决[7]。
Multisim 10是美国国家仪器有限公司于2007年推出的最新的电路设计套件(NI Circuit Design Suite)产品之一,在该电路设计套件中,除升级了其最具特色的Multisim(采用Spice标准的电路仿真环境)和Ultiboard(PCB设计环境)之外,还是创造性地将Multisim MCU Module作为模块无缝结合到Multisim之中,从而使Multisim具有微控制器协同仿真的功能。
Multisim10和AD10在数字电路实验教学中的应用0 引言《数字电子技术基础》是电子信息工程、电子信息科学与技术、应用电子技术教育、通信工程等电子信息类相关专业的一门重要的专业基础课程,具有很强的实践性和工程性,且实验教学是本课程教学中的一个重要环节。
在实验教学中让学生自主动手掌握课堂中所学器件的特性,在理论基础上更好地应用知识,从而帮助学生进行自主创新,提高学习热情。
在实际教学过程中,因《数字电子技术基础》课程内容较多、较为抽象且课时安排比较紧凑,而随着电子技术的迅速发展,不断涌现的新型元器件、新电路,使得现有的实验条件已无法满足实验教学中的各种电路设计要求,导致大部分学生对《数字电子技术基础》知识的学习仅仅停留在对各种芯片、电路的堆砌上,并未将应用作为重点掌握。
为解决在数字电路实验教学中存在的问题,更好地促进学生的学习兴趣和创造性的提高,在传统的实验教学基础上,引入软件Multisim10和AD10,将数字电子技术基础课程教学中的理论知识更好地融入实验教学中,让学生从理论无缝过渡到仿真和实验。
1 Multisim10的功能与特点《数字电子技术基础》包括数制与编码、逻辑代数基础、集成逻辑门、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路的分析与设计、脉冲波形的产生与整形、存储器和可编程逻辑器件、AD/DA转换器等知识。
而仿真软件Multisim10的引入为实验教学提供了较好的虚拟实验平台,Multisim10是由美国国家仪器(NI)公司研发的仿真软件,现已升级到Multisim14,但目前高校常用的是Multisim10,与其他电路仿真软件相比,具备诸多优点。
1.1 规模庞大的元器件库Multisim10提供了丰富的元器件库,使用者可根据实际需要选择相应的元器件。
对于初学者来说,因不熟悉所需的元器件在哪个元器件组和元件系列中时,可点开任意一个元器件组然后进行元器件搜索,在搜索窗口中输入所需元器件的名称,最后点击搜索即可找到所需元器件。
计算机时代2010年第1期55基于Multisim1O和KeilC51的单片机仿真宋志强,方武(苏州经贸职业技术学院信息系,江苏苏州215009)摘要:阐述了改革传统单片机实验的必要性,介绍了MultisimlO软件的特点和功能,并以流水灯为例,给出了运用仿真软件Multisim10和单片机开发环境KeilC51进行单片机仿真的方法。
该方法可加深学生对单片机应用的理解,提高单片机教学的效果,而且可以锻炼学生软硬件综合设计的能力,激发学生的学习兴趣。
关键词:Multisim10;KeilC51;单片机仿真;流水灯电路SimulationofMCUBasedORMultisim10andKeilC51SONGZhi—qiang,FANGWu(Dept.ofInformation,SuzhouInstituteofTrade&Commerce,Suzhou。
Jiangsu215009,China)Abstract:ThenecessityofreformingtraditionalMCUexperimentsisexpounded,thefeaturesandfunctionsofMultisim10introduced,andtakingflashLEDforexample,theMCUsimulationmethodofusingsimulationsoftwareMultisim10andMCUdevelopmentenvironmentKeilC51isgiven.Themethodnotonlymakestudentsful-therunderstandMCUapplication.improvetheteachingeffectofMCU,butalsotraintheirintegrateddesigncapabilityofhardwareandsoftware,arousetheirlearninginterest.Keywords:Multisim10;KeilC51;simulationofMCU;flashLEDcircuitO引言单片机因其价格、性能方面的优势,已广泛应用于社会各个领域。
数字电路中Multisim10单片机的应
引言
单片机体积小,质量轻,具有很强的灵活性,而且价格也不高,从而得到越来越广泛的应用。
其中以Inter公司推出的8051 /8052芯片最基础、最普及、最常用。
8051 /8052在小、中型开发场合应用很广,已成为单片机领域的标准。
在电子仿真软件MulTIsim10中,也引入了单片机仿真内容,且它的模块型号就是最常见和应用广泛的8051 /8052。
在MulTIsim10中,8051 /8052 不但可以用汇编语言编写程序,同时也支持C语言编写程序,拓展了单片机8051 /8052的使用,使虚拟仿真显得更加灵活和实用。
下面以一个具体的11进制计数器应用例子来说明(用C语言编写程序),详细介绍如何实现MulTI2sim10单片机仿真,计数器的电路原理图如图1所示。
图1 计数器电路原理图。
基于Multisim10的单片机动态显示仿真技术论文Multisim10是美国国家仪器公司(NI,National Instruments)推出的计算机电子仿真软件。
Multisim10实现计算机仿真时设计和实验用的元器件和测试仪器和仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;可以方便地对电路参数进行测试和分析;设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验中不消耗实际的元器件,实验所需的元器件和数和数量不受限制,实验本钱低,实验速度快,效率高;设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
Multisim10版本可用于单片机和可编程逻辑器件的仿真分析,为单片机系统的仿真设计提供了较好的解决方案。
multisim10提供了805x、PIC、RAM和ROM等4个系列的单片机芯片和可编程逻辑器件,使得该软件的实际应用得到了大大的增强。
本文使用Multisim10为辅助设计工具,做以单片机8051为中心的单片机动态显示电路的仿真设计。
显示单元是单片机常见的控制功能,但凡遇到显示输出时都会用到显示单元,如数字管的显示,点阵的显示等。
为了提高单片机输入输出端口的效率,一般显示单元都使用动态显示技术。
所谓动态显示方式,就是一位一位地轮流点亮各个数码管(动态扫描方式)。
对于每一位数码管来说,每隔一定时间点亮一次,当扫描的时间间隔足够小时,利用人的视觉暂留特性,观察者就不会感到数码管的闪烁,看到的现象是所有的数码管一起发光,就如同看电影的道理一样。
如果要做4个数码显示管的动态显示时,其实现方法是将所有的数码管的a......g连接在一起,接在单片机的某个输出端口上,各个数码管的公共端作为片选信号接在单片机的另一个输出端口上,这样做可以大大地节省了硬件资源。
单片机模块8051的工作电源电压为5V; Multisim10中的8051模块内部已经具备了12MHz,所以仿真外围电路可以省略晶振;故其最小系统需要加一只电容和一只电阻,实现单片机的上电复位功能。
第24卷 第3期2010年 8月山 东 轻 工 业 学 院 学 报J OURNAL OF S HANDONGI NS T I TUTE OF L I GHTI NDUS TRY Vo.l 24 No .3Aug . 2010收稿日期:2010206207作者简介:王超(19802),男,新疆玛纳斯县人,新疆昌吉学院助教,硕士,研究方向:自动化应用技术的研究.文章编号:1004242802(2010)0320064203M u ltisi m 10仿真软件在单片机实践教学中的应用王 超(新疆昌吉学院,新疆昌吉831100)摘要:针对单片机实践教学中出现的各种难点,介绍了仿真软件Mu ltisi m 10在实践中的应用。
将仿真软件M u ltisi m 10引入实践教学中,有效地解决了设计电路过程中的修改电路困难、调试过程繁琐、开发周期长等问题,较好地实现了制作实际电子产品之前的理论分析和测试。
对参加电子设计竞赛和做课程设计的指导教师和学生有一定帮助。
关键词:仿真;单片机;实践教学;调试中图分类号:TP391.9 文献标识码:AApp lica tion ofM u ltisi m 10si m ulati on soft warei n M CU practice teac h ingWANG Chao(Changji College ,Changji 831100,Chi na)Abstr act :A im i n g at a llk i n ds of dif fi c u lties inMCU practice teaching ,the mu ltisi m 10si m u lation soft w are i n MC U practice teach i n g was introduced .Multisi m 10si m ulati o n soft w are was app lied i n to practice teach i n g ,itmay he l p to dealw ith so me prob le ms duri n g the circuit design process ,such as difficu lti e s i nmodif ying the c ircu i,t tedious debugging process and long deve l o p m ent cycle ,aswe ll as achieving a pre-theoretica l ana l y sis and testi n g bef ore the actual e lectron ic products .A ll of t h is w ill provi d e so me re f erence value f or teachers and studen ts in partic i p ating e l e ctronic desi g n con test and curricu l u m design .K ey w ord s :si m u lati o n ;MCU ;practi c e teach i n g ;debuggi n g0 引言5单片机应用技术6是工科专业的一门重要课程。
而实践教学又是该课程的重要组成部分,传统的教学采用的是先设计电路,然后在面包板或实验箱进行实验、调整参数,最后再制版、安装、调试。
这种方法存在技术手段陈旧、开发周期长、调试过程较为繁琐,而且修改电路也不容易。
而将计算机仿真技术与传统方法相结合,可以实现电路的仿真。
学生可以在虚拟环境下完成电路设计、选择元件、计算与调整参数以及观测仿真结果,最后在根据仿真的结果制作PCB 板等一系列环节。
可以激发学生的学习兴趣和提高学习效率。
1 Mu lti si m 10简介Multisi m 10是N I 公司下属的E lect m n i c s WorkbenchGroup 发布的交互式S PI CE 仿真和电路分析软件的最新版本[1]。
具有以下主要功能:¹具有丰富的元件库,可以实现类型齐全的仿真;º高度集成的操作界面,具有强大的分析功能和虚拟仪器仪表功能»具有VHD I/V erilog 的设计和仿真功能,提供多种输入输出接口(可以与其他EDA 软件结合使用);¼新增加了对51系列单片机、PI C 单片机的支持,可以把单片机的实验直接在计算机上模拟运第3期王超:Mu lti si m10仿真软件在单片机实践教学中的应用行,另外,MultisimL0使电路原理图的仿真与完成PCB设计的U lti b oardl0仿真软件结合起来一起构成新一代的E WB软件,使电子线路的仿真与PCB的制作更为效[2]。
2单片机仿真实例举例:将模拟电压值经过ADC器件转换输入到8051单片机,并通过数码管将转换得到的数字量进行显示,用Mu ltisi m10仿真。
2.1硬件电路设计(1)打开一个新的电路原理图并从元件库中放置8051单片机(2)根据MC U向导逐步执行:步骤1:定义Workspace文件,包括Workspace 的文件路径和文件名步骤2:定义工程,包括工程类型、编程语言、汇编器/编译器工具和工程名。
步骤3:定义源文件,包括源文件的名字等。
操作的设计工具箱如图1所示图1设计工具箱按照同样步骤,放置电路中的其它元件,该原理图包括ADC转换器、可调电阻、电阻、电阻排,数码管,电源等。
如果希望查看该元件的属性,可以采用右键单击选择属性即可,所有组件都可以采用默认设置来使用。
硬件原理图如图2所示。
在放置元器件过程中需要注意的是总线和探针的使用,使用探针可以实时检测指定线路上的电压、电流等参数的变化,对调试电路非常有帮助,单片机要注意电源和地线的放置。
图2adc转换硬件电路图2.2程序设计切换到源文件编辑窗口,输入所需要的程序代码。
$MOD51;在仿真程序中,建立MCU8051的模型org0000Ha j m p0030Horg0030HEOC b it p2.0OE bit p2.1S OC b it p2.2I N I:mov p1,#0f f hsetb S OCclr OEsetb E OCclr rs1clr rs0mov sp,#60hMa i n:acallADC;调用子程序mov p0,a;通过P0口显示转换后的结果a j m p Ma i nADC:setb S OCclr OEclr SOCjnb EOC,$;等待转换完成setb OEmov a,p1;读取P1口转换后的值retEND2.3软硬件协同调试在电路调试过程中,硬件电路和软件程序不可能一次性写正确,需要反复修改才能完成。
在硬件调试时可以根据需要调整元器件的参数、更换元器件等,软件的调试可以通过单步执行、设置断点、查看寄存器或存储器来实现。
65(1)编译、调试执行菜单MCU/M C U8051/B U I L D,对源程序进行编译,在窗口下方会显示编译时间,编译信息。
编译会通过给出/0error(s)0warn i n g(s)0的提示。
如果有错会给出错误的行和错误的原因,以方便差错。
编译显示结果如图3所示图3编译结果(2)单步调试、设置断点观察结果执行MCU/M C U8051U1/DebugV ie w命令,进人调试窗口,在调试之前,执行MCU/MCU8051U1/M e moryV ie w命令,打开存储器窗口,可以观察指令后的执行情况。
可以查看SFR、内部RA M、内部RO M,外部RA M等存储器的状态,这些操作对于调试非常重要。
另外,执行快捷菜单Toggle breakpoint命令,在所选定的语句上创建一个断点,则可以观察程序从开始运行到某一条语句时的各种状态信息。
适合于联调。
在图4中,可以观察累加器ACC、程序状态字寄存器PS W中每个位的值,在SETBP2.2处设置了断点以便于整体观察程序运行到此处时的信息。
图4调试结果(3)仿真结果双击可变电阻,选择VAL UE选项,设置电阻的增量为I ncre ment为1%,调节滑块通过测量探针读得电压值为1.67V,即输入到ADC的模拟电压为1.67V,对于8位的ADC器件,输出的数字量和输入的模拟量之间的关系为:D=BI N[V in@256/V f s],其中V i n是输入的模拟量,V f s为ADC器件的满电压尺度,V f s=V r ef+-V ref-,在此计算得D=85,十六进进制为55。
如图5所示。
通过调节可变电阻,可以在数码管上看到模拟电压转换后的结果,与计算值非常吻合。
图5仿真结果(下转第94页)损害赔偿额也在增加,以促进新技术产业的发展。
(5)知识产权纠纷调解受到重视。
有些国家的行政机关设立或委托仲裁机构,依法对知识产权侵权纠纷进行调处,其实质还是对民事纠纷的一种调解方式。
比如日本文化厅下设的/著作权纠纷调解委员会0、德国司法部指定的/著作权纠纷仲裁委员会0、以及英美法系国家著作权法中普遍设立的仲裁庭。
日本法院开始审理专利侵权纠纷时,鼓励当事人在法官的督导下进行协商,或由法官指导下解决纠纷。
美国的许多专利侵权纠纷也是在提出诉讼后,进行庭外和解的。
知识产权逐渐成为我国经济发展的瓶颈,尤其国际贸易的发展受制于知识产权的发展,而对外贸易中的知识产权执法保护已经提上了议事日程。
我们只有正确认识对外贸易中的知识产权执法保护的重要意义、发展阶段、功能所在、发展方向等,才能够采取正确的战略和政策。
政府应尽快实施知识产权战略,加强保护知识产权,同时加强与发达国家之间的交流,促进相互间的理解,这不仅有利于减少贸易纠纷,对整个中国经济的长久发展也是有好处的。
参考文献:[1]郑成思.国际知识产权保护和我国面临的挑战[J].法制与社会发展,2006(6):3213.[2]张志帝,任启平.国际知识产权保护对中国对外贸易影响及对策研究[J].经济问题探索,2006(2):48251.[3]李浩.我国知识产权贸易存在的问题及对策[J].国际贸易问题,2005(11):1182122.[4]王晓晔.理应高度关注的问题)))与对外贸易相关的知识产权保护[J].国际贸易,2005(3):31233.[5]李虹.国际技术贸易中我国知识产权保护问题探析[J].财政研究,2005(5):728.[6]赵伟,吕盛行,管汉晖.与贸易相关的知识产权保护理论最新进展及启示[J].财贸经济,2004(9):46251.(上接第66页)(4)制作PCB板Mu ltisi m10可以输出众多PCB板图的文件格式,如or C AD文件格式的/*.asc0、PADS文件格式/*.asc0、Pr ote l文件格式/*.net0,并且很好地集成了U lti b oard PCB布线文件[3]。