2 ARM开发平台设计
2.1 Proteus和μVision IDE简介
Proteus是英国Labcenter公司推出的是一款极好的仿真软件,是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP等处理器模型。在编译方面,支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。可以在没有实际硬件的条件下,利用PC以虚拟仿真方式实现嵌入式系统的软、硬件同步仿真调试,使嵌入式应用系统设计变得简单容易。
μVision4 IDE是ARM发布的集成开发环境,提供了丰富的库函数和各种编译工具,支持ARM、Cortex-M、C166、C251和C51等微处理器,用来在微控制器和智能卡设备上创建、仿真和调试嵌入式应用。μVision4 IDE引入了灵活的窗口管理系统,可以使用多台监视器,可以更快速、更高效地开发和检验程序,为开发应用提供整齐高效的环境。
2.2 平台设计
利用Proteus与Keil μVison4 IDE整合构建嵌入式虚拟开发平台,教学及演示过程都可利用平台进行,可以直接在基于原理图的虚拟模型上进行编程,实现源码级的程序仿真词试,如显示及输出,能够看到程序运行后的输出效果,配合各种虚拟仪器来展现整个系统的运行过程,使嵌入式的学习过程变得直观形象。另外,在原理图设计阶段就可以对设计进行评估,验证所设计电路是否满足技术指标的要求,还可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板,节省了设计时间与经费,提高了设计效率与质量。具体做法如下:
在现有设备的基础上,通过改造、整合、加装Proteus 7.7sp2和Keil μVision4 IDE等软件,在没有单片机实际硬件的条件下,利用PC以虚拟仿真方式实现ARM系统的软、硬件同步仿真调试功能的嵌入式虚拟实验室。同时鼓励有个人电脑的学生在自己的机器上安装相关软件,以便充分利用学生的课余时间。
改造后的虚拟实验室框架如图1所示,由Proteus与KeilμVision4 IDE联接调试,形成程序固化,软、硬件结合的应用系统。该系统由硬件环境和软件平台整合而成,Proteus提供硬件电路的设计、调试及仿真,Keil则完成应用程序的编写、调试,并可将调试好的程序下载到仿真电路MCU中,最后由Proteus与μVision4 IDE的整合调试实现系统的总调,不但能够直接地观看仿真效果,同时还可以对仿真结果进行分析。
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