单片机技术在模拟器制作中的应用

单片机技术在模拟器制作中的应用

作者：卢飞

来源：《速读·上旬》2015年第03期

摘 要：：随着当前信息技术的不断深入发展，在日常的教学训练中模拟器以其成本相对低廉，功能较为完善，更加贴近实际的特点，已经成为装备训练的重要手段。本文以模拟器的制作为题目展开，分析了单片机技术在模拟器制作过程中的几个重要环节方面。 关键词：单片机技术；硬件；软件；下载调试 一、前言

随着当前信息化建设的快速发展，已经对日常的教学训练提出了更高层次的要求。要在较短的时间之内掌握更新型的装备，仅仅依靠实装往往存在成本过高，更加容易造成实装损坏等不利因素。因而进行大量的模拟器研发制作已然成为了提高装备训练的有效保障。单片机技术作为一种较为成熟的控制电子元件技术，在当前的模拟器制作过程中已经发挥了突出的作用。将模拟器和单片机技术结合起来，应用单片机技术提供所需的硬件环境，用数据采集接口将面板操作的信息采集到机器中去，这种经济、可靠的单片机技术已被广泛应用于模拟器的研制开发中。

因而要想做出一台满意的模拟器，就需要从单片机技术的基础要点着手，根据实际需要对用单片机技术来研究制作模拟器的每一环节进行分析。 二、明确模拟器制作中对于单片机技术的要求

在模拟器制作研发中，若要想保证模拟器的制作研发取得积极的效果，就要明确利用单片机技术设计所需达到的要求。从实际着眼点来看，应可达到以下几个方面的要求：

单片机技术设计要求应分为基本设计要求和功能设计要求。为了保证模拟器制作的开发效果，应在基本要求部分明确模拟器制作的基本功能，以保证模拟器制作所希望达到的预期目的。除此之外，还应根据每一部分模拟器的特点，将每一个以单片机为核心的自动控制系统作为服务对象，有针对性的提高模拟器所要实现的其他方面的功能。

在明确要求时，应根据实际需求提出整体的设计任务，即需要实现何种功能，并绘制出硬件和软件的总体框架图，将总任务分解成为可以独立表达的子任务，将这些子任务再向下细分，直到每个子任务足够简单，能够直接而容易的实现为止。需要说明一点的是，这些子任务可用模块方法来实现，也可以采用一些现有的通用化模块进行各种实验和改进，以一种简单、方便的工作方式解决问题。最后，将各种功能模块有机的结合起来，成为一个较大的复杂模块，这样就完成了对技术要求的明确。

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三、利用单片机技术制定模拟器制作的完善系统方案

利用单片机技术的完善系统方案应是模拟器制作的关键。在模拟器的制作过程中，单片机系统的整体运行是保障模拟器系统整体运行效果的关键。在模拟器制作过程中，想要保证模拟器开发质量，就需要对利用单片机技术的开发要点有着全面而准确的把握。一个高效完善的系统方案可以将单片机技术所控制的多层自动控制系统进行有效结合。 四、模拟器制作开发应做好单片机的硬件和软件方面的设计 1.搭建一个合理的硬件平台是模拟器制作的重要一环

在电路原理图设计出来之后，应当反复检查设计是否合理、正确、可靠，然后再搭建硬件平台。在这一步骤中，无论是用面包板还是用万用板来搭建电路，或是设计印刷电路板来构建系统，都需要细致入微。因为只要有一个小小的错误，都会导致无法实现模拟器所需达到的全部功能。所有在设计电路原理图和搭建电路板时，要反复检查、反复推敲，尽量避免错误的出现。

有时尽管尽了最大的努力，错误仍然难以避免，这时就要依据出现错误的现象，找出错误原因。如果是一般的逻辑和结果问题，可以进行适当调整改正。但如果是电源极性接反而烧毁了某些器件，就只能从头再来了。特别说明，由于电源的问题导致器件烧毁的事故频发，所以对于电源部分一定要小心处理。 2.进行模拟器制作的软件设计

当硬件平台搭建完成后，整个模拟器系统只是一个躯壳，没有灵魂，不能实现任何功能。只有在硬件中写入相应的程序，才可让模拟器实现相应的功能。在软件的设计中要特别注意对于程序存储的分区。在程序存储分区方面，需要遵循节省内存空间又方便操作的原则。同时，在程序设计过程中需实现运行状态的标志化管理，即对各功能程序的运行条件、运行状态、运行结果都设置了状态标志条件来进行控制。

另外，在进行软件设计时，必须把软件应承担的任务明确表达出来，用文字或图表的形式把软件设计的任务进行细化。模块化程序设计方面要求一个程序的模块不宜太大，但也不能太小，一般以几十至一二百句为好，如果太大则会影响程序的可读性，大小会使得模块所解决的问题过于简单，程序结构过于分散。另外，值得注意的是在程序设计过程中，不宜过多使用编程技巧，而使程序变得难以阅读和理解，应尽量用通俗易懂的方式编写程序，编写好的程序要及时形成文件，包括各种流程图、程序注释、存储地址分配表、参数与定义表等，便于以后对程序进行修改或扩充。

此外，为提高程序运行的可靠性，可以在监控软件中设置自检程序，在模拟器启动时先运行自检程序，用以检查系统各个部件工作是否正常。

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五、下载程序到模拟器并进行调试

这也是利用单片机技术进行模拟器制作研发的最后一步。需要将编写好的程序下载到单片机的存储器中。至于下载的方法一般有两种：一是利用编程器烧写，二是使用下载线将程序下载下来。

在软件设计完成之后，调试将占到整个项目开发的一半甚至更多的时间。在调试阶段，也是磨合硬件和软件，以便它们共同实现功能的时候。如果在进行调试的时候，发现模拟器并没有达到预期的效果，应首先在保证硬件电路正确的前提下，回到汇编程序中找出错误。在修改之后再下载到模拟器设备中，如此反复，直到模拟器调试运转正常为止。