单片机与DSP中的一种单片机虚拟实验室的建立方法

0 引 言 　　单片机的学习是一个实践性很强的过程，目前的单片机实验室基本采用硬件仿真设备搭建，受资金和场地的限制，单片机实验室配置的灵活性和完整性受到一定的限制。针对这些问题，在此提出一种建立基于个人PC和各种软件的单片机个人虚拟实验室方案。所谓“虚拟实验室”，就是将计算机上的各种虚拟仪器，按实验要求和设计原理，虚拟出与现实相同的实验系统，进而在这个系统上完成整个实验。与传统实验模式相比，虚拟实验具有比较明显的优势，例如，涉及的实验内容全面，硬件投入少，学生可自行实验，实验过程中损耗小，与工程实践最为接近等。一般的虚拟实验室仅包含单片机系统的调试，本文在此基础上又加入了与上位机的联合调试。 单片机虚拟实验室的建立是针对传统硬件实验室的局限性，如成本高昂、空间有限等问题，提出的一种基于个人计算机和软件工具的解决方案。虚拟实验室利用计算机的虚拟化技术，模拟真实的单片机实验环境，使学生能够在计算机上进行完整的实验流程，而无需实际操作硬件，这大大提升了实验的便捷性和效率。 虚拟实验室的核心组件包括上位机、虚拟串口、虚拟调试平台和联合调试软件。上位机通常使用VB、VC或Delphi等编程语言来创建监控界面和控制程序，以便管理和控制单片机系统。虚拟串口软件如Virtual Serial Ports Driver XP模拟物理串口，实现上位机与单片机之间的通信。虚拟调试平台，如Proteus，可以建立和仿真各种微控制器（MCU）系统，包括51系列、AVR、PIC和ARM等，同时也支持硬件级别的仿真。联合调试软件，如Keil C51 μVision 2，提供代码编译和调试功能，支持多种文件格式，并与Proteus等仿真软件兼容。 在具体实现过程中，以51单片机为例，首先在Proteus中构建硬件平台，包括选择适当的单片机型号（如AT89C52）、连接LED、串口元件和设置必要的电路参数。例如，晶振频率设置为11.0592MHz以支持串行通信。接着，通过Keil软件编写单片机系统软件，实现串口接收和数据处理。上位机则使用VB创建用户界面，并通过MSComm控件实现串口通信，控制单片机执行特定任务，如控制LED的亮灭。 虚拟实验室的优势在于其灵活性、成本效益和广泛的应用范围。它允许学生在不受时间、地点限制的情况下进行实验，降低了实验设备的损耗，同时增强了学生理论与实践相结合的能力，更贴近实际工程环境。此外，虚拟实验室还能提供全面的实验内容，适合不同层次的学习者，有利于提升教学质量和效率。 总结来说，单片机虚拟实验室的建立是一种创新的教学方法，它借助于先进的软件工具，模拟真实的实验环境，克服了传统实验室的诸多限制，提高了教育的实用性和互动性。对于学习单片机与DSP技术的学生而言，这是一种高效且经济的学习途径。