图1 Arduino单片机的Proteus仿真
一、前言
Arduino是由Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis 和Nicholas Zambetti共同开发的。据说Auduino开发团队的领袖Massimo Banzi 之前是意大利Ivrea 一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天,Massimo Banzi 跟David Cuartielles 讨论了这个问题。David Cuartielles 是一个西班牙籍芯片工程师,当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板,并引入了Banzi 的学生David Mellis 为电路板设计编程语言。两天以后,David Mellis 就写出了程式码。又过了三天,电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。几乎任何人,即使不懂电脑编程,也能用Arduino 做出很酷的东西,比如对传感器作出回应,闪烁灯光,还能控制马达。 图2 Arduino开发团队(两个意大利人、两个美国人和一个西班牙人) Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(arduino IDE)。它适用于艺术家、设计师、爱好者和对于“互动”有兴趣的朋友们。 Arduino可以用来开发交互产品,比如它可以读取大量的开关和传感器信号,并且控制各式各样的电灯、电机和其它物理设备,Arduino也可以开发与PC相连的外围设备,能在运行时与PC上的软件(比如Flash, Processing, MaxMSP)进行通信。 Arduino硬件电路板可以根据共享图纸,自行焊接组装,也可以购买已经组装好的,软件则可以从Arduino网站免费下载使用。 图3 Arduino软硬件原型开发平台 Arduino为啥这么红,我想Arduino单片机较其他微控制器有以下5点优势:1、您学习Arduino单片机可以完全不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置,仅仅知道它的端口作用即可;所以不需要硬件知识,只要会C语言,就可立即为Arduino单片机编程。2、Arduino软件语言为精简指令系统,所需掌握的指令不多,但指令的功能却很强大,往往一条指令就可以完成一整套操作,而且指令的可读性也好,属于低门槛的语言,轻松上手,快速应用。3、针对周边I/O设备的Arduino编程,由于很多I/O设备都随之带有库文件或者样例程序,所以在自己的程序中,可以引用库文件中的函数,或复制样例程序,然后修改下其中的参数,即可迅速编写出大段大段的复杂程序,从而放大了您的编程能力。4、Arduino开源硬件在创客界十分流行。所谓开源产品定义,不仅是其软硬件底层信息完全公开,而且还在于产品的应用资讯可以从Arduino相关网站、博客里的大量共享资源里获得,所以在共享资讯的辅助下,能激发出您创意作品的灵感,并加快您创作作品的效率。5、国内在开源硬件的制造能力非常强,涌现出被意大利Arduino公司认可的代理商,如DFRobot、Seeed Studio公司,这些公司提供了丰富的质优价廉Arduino及周边产品,所以在国内学习和应用Arduino具有得天独厚的硬件资源优势。 但是如果是初学者,想先不花钱买硬件设备,那么是否也能体验下Arduino系统呢?通过仿真的方法是可以的,目前最流行的单片机仿真软件当属Proteus了,这篇文章就介绍用Proteus软件来仿真Arduino单片机的应用。 Proteus软件是初学者入门的首选软件,它是英国Labcenter公司的一款商业版电路设计与仿真软件。它包括ISIS、ARES等软件模块。ARES模块主要用来完成PCB的设计,ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。Proteus的软件仿真基于VSM技术,它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于能仿真大量的单片机芯片,比如MCS-51系列、PIC系列等等,甚至ARM处理器,以及单片机外围I/O电路,比如键盘、LED、LCD等等。
二、Arduino单片机的Proteus仿真方法 Arduino单片机的Proteus仿真基本过程是:软件在Arduino IDE编程软件里编写,硬件在Proteus ISIS软件模块里通过绘制电气原理图建立。程序编写完后,选择Arduino IDE编程界面菜单栏的Tools菜单项,再选择Board→Arduino Duemilanove w/ATmega328,也可以选择Board→Arduino Uno,然后点击编译按钮,生成Hex文件(二进制机器码文件)。有了Hex文件,接着转到Proteus电气原理图,双击原理图中的型号为ATMEGA328P 单片机芯片,出现对话框,通过文件目录浏览的方法确定Hex文件存储位置,并进行一些单片机芯片工作状态参数的设置,最后点击Proteus ISIS软件界面左下方的播放按钮,就可以看到Arduino单片机在Proteus仿真环境中的运行效果了。 图4 Arduino程序的编译 全文见博客文章:http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-10/287570_57f22.html。
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