【文章內容簡介】 說明： 實現(xiàn) I/V 轉換最簡單的方法就是直接在 1out1 和 Iout2 之間跨界一電阻，這樣就很容易的實現(xiàn)了 I/V 轉換，但是這種方法忽略了一個阻抗問題。對于DAC0832 來說， R 的取值應盡可能大，能夠保證獲得更多的電壓，對于與輸出電壓相連的后續(xù)電路來說， R 的取值應盡可能的小，以降低輸出阻抗，這兩方面是矛盾的，所以這種方式欠合理。而合理的方式是應用運算放大器實現(xiàn) I/V 轉換，也解決了阻抗的問題。 第一個 D/A 的輸出電壓作為第二個 D/A 的參考電壓系統(tǒng) 軟件設計 13 第 4 章 系 統(tǒng)軟件設計 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng) KEILC51 是美國 KEIL Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 KEILC51軟件提供豐富的庫 函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 KEILC51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 第一部分 KEILC51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別 由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。目標文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉換成標準的Hex 文件，以供調試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中 。KEILC51 標準 C 編譯器為 8051 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時保留了匯編代碼高效 ,快速的特點。 C51 編譯器的功能不斷增強 , 使你可以更加貼近CPU 本身 ,及其 它的衍生產(chǎn)品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中 ,這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器 ,匯編 器 ,實時操作系統(tǒng) ,項目管理器 ,調試器。uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境 。 第二部分 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境 一． 項目管理 工程 (project)是由源文件、開發(fā)工具選項以及編程說明三部分組成的。 一個單一的 uVision2 工程能夠產(chǎn)生一個或多個 目標程序 。產(chǎn)生目標 程序 的源文件構成 “ 組 ” 。開發(fā)工具選項可以對應目標，組或單個文件。 uVision2 包含一個器件數(shù)據(jù)庫 (device database)，可以自動設置匯編器、編譯器、連接定位器及調試器選項，來滿足用戶充分利用特定 微控制器的要求。此數(shù)據(jù)庫包含：片上存儲器和外圍設備的信息，擴展數(shù)據(jù)指針 (extra data pointer)或者加速器 (math accelerator)的特性 。 uVision2 可以為片外存儲器產(chǎn)生必要的連接選項：確定起始地址和規(guī)模。 二． 源代碼編輯器 uVision2 編輯器包含了所有用戶熟悉的特性。彩色語法顯像和文件辯識都對 C 源代碼進行和優(yōu)化?？梢栽诰庉嬈鲀日{試 程序 ，它能提供一種自然的調試環(huán)境，使 你更快速地檢查和修改 程序 。 三 ． 斷點 uVision2 允許用戶在編輯時設置 程序 斷點（甚至在源代碼未經(jīng)編譯和匯編之前）。用戶啟動 V2 調試器之后，斷點即被激活。斷點可設置為條件表達式，變量或存儲器訪問，斷點被觸發(fā)后，調試器命令或調試功能即可執(zhí)行。 在屬性框 (attributes column)中可以快速瀏覽斷點設置情況和源 程序 行的位置。代碼覆蓋率信息可以讓你區(qū)分 程序 中已執(zhí)行和未執(zhí)行的部分。 四 .調試函數(shù)語言 ：如 printf, memset, rand 及其它功能的函數(shù)。 ：模 擬產(chǎn)生 CPU 的模擬信號和脈沖信號 (simulate analog and digital inputs to CPU)。 ：擴展指令范圍，合并重復動作。 PROTEUS 軟件說明 PROTEUS 軟 件 是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 （該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于 單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。 PROTEUS 是世界上著名的EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和MSP430 等， 2021 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 KEIL 和 MPLAB 等多種編譯器。 一． 編輯本段 功能特點 PROTEUS 軟件具有 以下 功能 ： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 自動或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 革命性的特點 （ 1）互動的電路仿真 用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI系統(tǒng) 軟件設計 15 器件，部分 I2C 器件。 （ 2）仿真處理器及其外圍電路 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果 。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， PROTEUS 建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。 二． 編輯本段 功能模塊 （ 1） 智能原理圖設計（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件； 智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間； 支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰； 可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用 。 （ 2）完善的電路仿真功能（ PROSPICE） PROSPICE 混合仿真： 基于工業(yè)標準 SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字 /模擬電路的混合仿真； 超過 27000 個仿真器件： 可以通過內部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設計仿真器件， Labcenter 也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導入第三方發(fā)布的仿真器件； 多樣的激勵源： 包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用 wav文件）、指數(shù)信號、單頻 FM、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入； 豐富的虛擬儀器： 13 種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析 儀、信號發(fā)生器、直流電壓 /電流表、交流電壓 /電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計 /計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、 SPI 調試器、 I2C 調試器等； 生動的仿真顯示： 用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動； 高級圖形仿真功能（ ASF）： 基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包括工作點、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進行一致性分析； （ 3）獨特的單片機協(xié)同仿真功能（ VSM） 支持主流的 CPU 類型： 如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1 PIC1PIC2 dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU 類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持 CORTEX、 DSP 處理器； 支持通用外設模型： 如字符 LCD 模塊、圖形 LCD 模塊、 LED 點陣、 LED 七段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進 /伺服電機、 RS232 虛擬終端、電子溫度計等等，其 COMPIM（ COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過 PC 機串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信； 實時 仿真： 支持 UART/USART/EUSARTs 仿真、中斷仿真、 SPI/I2C 仿真、 MSSP仿真、 PSP 仿真、 RTC 仿真、 ADC 仿真、 CCP/ECCP 仿真； 編譯及調試： 支持單片機匯編語言的編輯 /編譯 /源碼級仿真，內帶 805AVR、 PIC 的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如 IAR、 KEIL 和 Hitech）結合，進行高級語言的源碼級仿真和調試； （ 4）實用的 PCB 設計平臺 原理圖到 PCB 的快速通道： 原理圖設計完成后，一鍵便可進入 ARES 的 PCB設計環(huán)境，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品 的完整設計； 先進的自動布局 /布線功能： 支持器件的自動 /人工布局；支持無自動布線或人工布線；支持引腳交換 /門交換功能使 PCB 設計更為合理； 完整的 PCB 設計功能： 最多可設計 16 個銅箔層， 2 個絲印層， 4 個機械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設置，自動設計規(guī)則檢查， 3D 可視化預覽； 多種輸出格式的支持： 可以輸出多種格式文件，包括 Gerber 文件的導入或導出，便利與其它 PCB 設計工具的互轉（如 PROTEL）和 PCB 板的設計和加工。 三． 編輯本段 資源豐富 （ 1） PROTEUS 可提供的仿真元器件資源：仿真 數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個元件庫。 （ 2） PROTEUS 可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI 調試器、 I2C 調試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調用。 （ 3）除了現(xiàn)實存在的儀器外， PROTEUS 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量 結果的影響。 （ 4） PROTEUS 可提供的調試手段 PROTEUS 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。 四． 編輯本段 電路仿真 在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX，可以在 PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。 系統(tǒng) 軟件設計 17 PROTEUS 不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗 硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調試、運行結果等。 課程設計、畢業(yè)設計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于 PROTEUS 提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 隨著科技的發(fā)展， “ 計算機仿真技術 ” 已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活，結果、過程的統(tǒng)一的特點。可使設計時間大為縮短、耗資大為減少 ，也可降低工程制造的風險。相信在單片機開發(fā)應用中 PROTEUS 也能茯得愈來愈廣泛的應用。 使用 PROTUES 軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設計 , 是虛擬仿真技術和計算機多媒體技術相結合的綜合運用，有利于培養(yǎng)學生的電路設計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機課程設計和全國大學生電子設計競賽中，我們使用 PROTEUS 開發(fā)環(huán)境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用 PROTEUS 進行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進行實際制作，能極大 提高單片機系統(tǒng)設計效率。因此， PROTEUS 有較高的推廣利用價值。 主程序模塊 根據(jù)功能，系統(tǒng)軟件設計分成幾個模塊編程：主程序模塊，鋸齒波程序模塊，三角波程序模塊，正弦波程序模塊，方波程序模塊，延時程序模塊。 （ 1）主程序流程圖 說明：通過中斷 0 首先判斷是否要調整幅值，然后在看中斷 0 判斷輸出哪