Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

一. Proteus仿真平台简介

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。现已受到电子类特别是单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用等的科技工作者的青睐。以前的如EWB等软件只能仿真数字电路和模拟电路,不能仿真CPU和程序。

当前网上Proteus有7.8 SP2,7.10 SP0,8.0等几个版本,这几个JM的版本都比较稳定。这些版本的元件模型格式是兼容的,DSN仿真原理文件是一样的。8.0版本只是把DSN原理图、软件编辑环境和编译器集成为一个工程文件,成为一个象“傻瓜相机”一样的东西,但对初学Proteus者比较方便,因为内部已经集成了程序编辑器和可下载不同的编译器。

7.xx版本,DSN仿真原理、编辑器和编译器三者是独立的。而8.0版本是集成的。8.0版本在多CPU仿真时,设置不太容易;集成后软件有点大,不如7.xx版本简洁。

二. 开发三步曲

编辑器

用户选择用自己的喜欢的编辑器(如Notepad++,Utraedit,Source Insight,vim,slickedit,notepad等),用此写源程序。

C/C++编译器

用户按CPU型号选择自己喜欢的C/C++编译器(如Winavr,CodeSourcery,Keil,IAR,WinARM,Watcom等等),一般的编译器都可以生成标准的.hex,和.elf格式的可执行目标文件。 Arduino IDE实际使用的是Winavr中的gcc。用此把第一步写的源程序编译成.hex和.elf文件。

硬件仿真图

Proteus中的Model下有元件仿真库,用户使用这些仿真元件,设计出自己的硬件仿真原理图,也叫.dsn文件。在Proteus环境下,用自己设计的.dsn文件,在CPU中加载第二步生成的.hex或.elf文件,就可以仿真运行了。.elf文件内部包含调试信息,可以单步、设置断点调试程序。

三. Arduino UNO硬件仿真原理图

本仿真电路图(HW目录下Arduino UNO.dsn文件)可以仿真Arduino Diecimila,或Arduino UNO板。前者采用FT232芯片做为串行通信模块,后都采用ATMEGA16U2微处理器代替了FT232,它们都是在USB上实现一个异步串行通信的功能。我们在仿真中,采用了Proteus中的串行口物理接口模型COMPIM,COMPIM完全可以代替串行通信的功能,它实现了与实际PC机物理串行接口RS232的连接,使仿真的虚拟世界与真实的世界连接。

Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

图1-Arduino UNO硬件仿真原理图

图中左下角增加了两个串行通信虚拟终端VT1和VT2,用于调试串行通信接收数据或发送数据使用。其它为Arduino Diecimila或UNO的仿真电路,详细标注了引脚名称,与实现电路板一样。用Proteus仿真工具可以双击Arduino UNO.dsn打开Arduino仿真电路图。

四. Arduino开发软件下载及设置

1.下载并安装Arduino集成开发环境(Arduino IDE)

到官网上下载并安装Arduino IDE,当前最新稳定版本为1.0.6版本。

2.选择Arduino板类型及串行口

如图2,仿真时,选择前两个板都可以,在与实际Arduino板连接时,选择相对应的板,并选择相对应的串行口。

***因本文使用Arduino仿真开发方法,在仿真电路图中,只要选择目标执行文件.hex或.elf文件就相当于加载程序,所以不用串行口加载程序。

Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

图2-选择板子型号

Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

图3-选择串行口

3.设置Arduino IDE个人偏好(重要)

选择File->Preferences

Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

图4-选择preferences

找到设置偏好文件preferences.txt

Arduino UNO仿真开发环境设置和仿真运行

图5-选择preferences.txt

用编辑器打开偏好设置文件preferences.txt

【1】.在arduino工具的File->preferences中找到preferences.txt文件,用记事本打开。

【2】.在preferences.txt文件的最后加一行,编辑加入 build.path=d:\MyHexDir,目录名自己定。为了观察方便,(本人设置是build.path=d:###ArduinoDbgDir )。

【3】先关闭Arduino IDE;

【4】之后保存preferences.txt;

以上顺序不要变。这样就可以在Arduino编译时,看到d:\MyHexDir目标下的目标文件,而不会自动删除。

4. 编译

(1)双击SW\Blink目录下的源文件Blink.ino,自动打开Arduino IDE。

(2)点击Sketch->Verify/Compile编译生成目标文件,目标文件在d:\MyHexDir下(本人的在d:###ArduinoDbgDir目录下 )。

(3)点击CP.bat,会把.hex和.elf文件复制更新到当前.ino所在目录下。可以自己编辑CP.bat文件,改变目录。

(4)在Proteus中设置好一次.hex或.elf文件的位置就可以,以后更新.hex或.elf文件时,自动认为已经加载最新的。

五. 第一个Hello World程序仿真运行

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:https://www.heiqu.com/15791.html