基于PROTEUS的单片机与PC机的通讯仿真设计

科技信息 2009 年 第 35期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 0.引言 自动化、电子信息工程、机电一体化等专业都开设了单片机课程， 并将其列为重要的基础课。单片机课程在教学中普遍存在理论与实践 脱节、学生开发能力难以培养等问题。 原因在于传统的单片机系统开 发一般要经过电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、电路板制作、元器件安装焊接、硬件调试、软 件调试、系统统调等步骤，若出现问题，有时需要对硬件和软件进行反 复的修改。 费时费力往往容易使学生在学习中受挫，学生不可能得到 充分的训练。 PROTEUS 的出现可以解决上述问题。 下面以单片机与 PC 机的通讯为例详细介绍 PROTEUS 的强大功能。 1.硬件设计 首先安装 Proteus 6.9 sp4[1], 打开 proteus 画出如图 1 所示电路图。 安装 vdmagdi.exe，修改 ProSpice.dll。 在 1a4e8h 处，将 75 0A 改为 90 90。 打开 proteus 画出相应的电路，在 proteus 菜单里 DEBUG 内，选中 use remote debug monitor。 图 1 单片机与 PC 机通讯仿真原理图 2.软件设计 在 keil 环境下编写 MCU 程序 [2]，在菜单 project->option for target ' 工程名 ' 内的在 DEBUG 页， 选中右上部的下拉菜选中 Proteus vsm Monitor 51 Driver，还要点中 Use 前面的小圆点，在进入 seting，如果同 一台机 IP 名为 127.0.0.1,如不是同一台机则填另一台的 IP 地址。 端 口号一定为 8000。 注意：可以在一台机器上运行 keil，另一台中运行 proteus 进行远 程仿真。 3.串口调试助手 安装串口调试助手并通过下拉菜单选择串口、波特率、奇偶校验、 数据位数、停止位。 3.1 串口号选择：COM1～COM4 3.2 波特率选择 ： 波特率有 300、600、1200、2400、4800、9600、 19200、38400、43000、56000、57600、115200 可供选择， 单片机软件设 计的的串口波特率为 9600 3.3 校验位：由 NONE、ODD、EVEN 即无奇偶校验、奇校验、偶校 验。 3.4 数据位选择：8 位、7 位、6 位 这就是要实际传送的数据位数。 这里选择 8 位。 3.5 停止位选择：1 位、2 位，这里选择 1 位 3.6 接收区 接收数据：如果要按十六进制形式显示接收数据，将十六进制显 示选项选中。 如果接收 ASCII 码则十六进制不选,点击打开/关闭串口 区中的打开串口按钮。 此时状态指示灯亮. 图 2 串口调试助手界面 3.7 发送区 可以发送单字符串,多字符串(字符串序列)或直接在键盘上发送 英文字符。 有两种发送数据格式，一种是普通的字符串,另外一种是十 六进制数据即 HEX 格式数据。 4．Virtual Serial Ports Driver XP 是一款高级配置工具 ， 用于模拟 RS232 串口通信 ， 可以使用 Virtual Serial Ports Driver 为你的应用提供简单和强壮的虚拟串口。 运行 Virtual Serial Ports Driver XP 需要增加虚拟端口， 下拉框中 选择一下才行 。 First 的选择框选择 COM3 Second 的选择框选择 COM4。 点击右边的 ADD PAIR 就增加 2 个虚拟串口。 5.仿真设置 运行虚拟串口程序并增加虚拟串口 3.4， 右击原理图中 P1 COMPIN 更改串口号为 COM3，波特率为 9600，与单片机程序中设定 的波特率一致。 图 3 串口通讯收发效果图 （下转第 886 页） 基于 PROTEUS的单片机与 PC机的通讯仿真设计 王 蓓 蔡 军 （江西蓝天学院电子信息工程系 江西 南昌 330098） 【摘 要】介绍了 PROTEUS 软件的特点，及其在单片机与 PC 机的通讯仿真中的应用， PROTEUS 软件的引入能够弥补传统教学方法、 传统软硬件开发的不足，既节省硬件仿真费用又有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的实验能力及系统开发能力、加快系统开发的速度。 【关键词】PROTEUS；单片机；通讯仿真 ○IT论坛○ 887 科技信息 2009 年 第 35期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION （上接第 887 页） 运行串口调试助手， 串口选 COM4， 波特率为 9600。 在 KEIL 中, 按 CTRL+F5 开始调试， 在 KEIL 是按运行则 proteus 就自动运行程序了，进行仿真了 当然也可以选中单片机 AT89C51，左键点击 AT89C51，在出现的 对话框里点击 Program File 按钮， 找到刚才编译得到的 HEX 文件，然 后点击“OK”按钮就可以模拟了。 收发效果图见图 3. 6.结束语 借助于 KEIC 编译软件、 仿真功能以及 PROTEUS 强大的硬件原 理图设计，仿真功能，硬件、软件出现问题系统会报错，经过修改，立刻 可获得修改后的效果，加快了开发速度，锻炼了开发人员学习、查找问 题、解决问题的能力。 【参考文献】 ［1］丁明亮.51 单片机应用设计与仿真.北京航空航天大学出版社，2009,2. ［2］戴佳,等.51 单片机 C 语言应用程序设计.电子工业出版社，2008. ［责任编辑：张新雷］ ● 科 广电双向网如火如荼的进行升级改造中，HFC(Hybrid Fiber Coax) 网络系统是介于全光纤网络和早期 CATV 同轴电缆网络之间的一个 系统，在有线电视网上进行模拟和数字电视、数据的双向传输。它具有 频带宽、用户多、传输速率高、灵活性和扩展性强及经济实用的特点， 为实现宽带综合信息双向传输提供了业务保证。 当然，随着广电数字 通信技术的发展， 特别是高速宽带通信时代的到来，HFC 已成为现在 和未来一段时期内宽带接入的最佳选择。 双向 HFC 网是经济实用的 综合数字服务宽带网接入技术与模拟有线电视不同的是：网络中的噪 声、畸变以及入侵的干扰，都会对数字电视业务、宽带网等增值业务造 成严重的影响， 这些影响表现直接反映为数字电视图像出现马赛克、 宽带业务无法接入等消费者无法接受的重大服务质量问题。网络传输 性能好坏对问题的处理有很大影响。 在双向传输网络中，由于多年的 运营，正向传输在技术上较好处理，随着宽带用户数量的增多，在反向 传输中因回传中的噪声漏斗效应和驱动电平难以控制会严重影响传 输质量。 首先，对上行通道的技术性能做做一简要说明，双向网对上行通 道的性能要求： （1）有一定的容量，通常总容量应达到几十 MB/s 以上； （2）高速，为使每个用户可以传送宽带高速信息，用户可得到的最 高传输速率应达到几 MB/s 至几十 MB/s 以上； （3）低误码率，误码率应＜E-8； （4）可统计复用，以保证信道利用率高； （5）时延小，支持实时信道传输； （6）对下行信道影响小。 目前 HFC 网采用树-星型拓扑结构 ， 有线电视公司一般从 87MHz～1000MHz 之间电视频道中分离出 6MHz 的信道用于下行传输 数据。 下行数据通常采用 64QAM(正交调幅)调制方式，最高速率可达 27Mbps,如果采用 256QAM,最高速率可达 36Mbps.上行数据一般通过 5～65MHz 之间的一段频谱进行传送。 我们上行采用 QPSK（四相相移 键控）调制方式的 CM 数据接入，上行信道带宽较小，是多对一的共享 信道，即 1 个总前端对应多个用户接入点，这种特殊的结构决定上行 信道不可避免受到汇聚噪声的影响。采用基于网络结构变换的传输方 案，使用户之间采用串行方式，能消除上行信道噪声的漏斗效应，传输 速率高，可适应宽带业务的要求。 对数据传输通道的干扰大致有以下 几方面： 1．来自于空间干扰 只要 HFC 采用双屏蔽电缆加集中分配方式优质施工， 空间电磁 干扰对总体噪声的影响很少。 2．来自于用户端的侵入噪声 双向传输交互问题目前最大的难点是如何克服上行噪声问题，它 的噪声源来自于用户端，用户越多，汇聚到前端后就形成噪声汇聚效 应，也叫漏斗效应，它是上行通道产生噪声的主要原因之一。 实际网络中对每一用户的“家庭局域网”上行输出而馈入“城域接 入网”的噪声功率是符合正态随机分布统计规律的。任意用户的“家庭 局域网”上行到前端汇集点的“路由传输增益”都基本相同的条件下， 则每一户（家庭）的噪声功率（统计规律）也基本相同。 来自用户的“汇 集噪声”的主要功率能量集中在 20MHz 以下，对于上行信号的工作频 段为 20~65MHz 这部分干扰可通过关键设备和频段优化来处理。 另 外 ， 为了有效抑制上行噪声积累 ， 上行采用 QPSK 调制 ，QPSK 比 64QAM 更适合噪音环境，但速率较低，上行最高速率可达 10Mbps。 3．网络自身产生的噪声 主要是调试不当的过载失真、设备自身电磁干扰，而非热噪声。这 一点只有通过选择合格的 HFC 设备，通过合理的设计，正确的调试是 完全可以保证 HFC 传输系统。 4．设备产生的热噪声干扰 光节点电源及噪声干扰可能使用户电视图像出现纹波，有时图像 扭曲、伴音有噪声。 另外，夏温升高，射频电缆高温衰减大，增益、均衡 均需上调；冬降温，信号强，图像有横纹干扰，增益、均衡均需下调、维 护。 在下行过程中，任何频道内幅度变化不大于±1dB，在任何 0.5MHz 频率范围内幅度变化不大于 0.25dB，以保证回传信号质量。 当低到一 定程度时，噪声干扰又会明显地损伤回传信息的质量，载噪比对信号 的影响较大，因此各个频道的电平必须保持在一定范围之内 ,相邻频 道间电平差≤3dB。 解决这些问题， 需要合理规划有线数字电视网络的维护指标，配 备相应的测试设备，定期对网络进行维护检测，根据检测结果进行适 当的调整，使双向网朝着多功能优质服务的方向健康发展。 作者简介：柳清俊（1968—），本科，工程师，栖霞广播电视局技术科，主要负 责宽带网建设。 ［责任编辑：王静］ 双向 HFC汇集噪声问题的处理 柳清俊 （栖霞市广播电视局 山东 栖霞 265300） 【摘 要】本文介绍对广电网双向改造中噪声问题的一些处理方法，通过实际工作加以说明。 【关键词】HFC；汇聚噪声 Processing About And-join Noise of The Two-way HFC Network’s LIU Qing-jun （Bureau of Radio and Television，Qixia Shandong，265300，China） 【Abstract】This text introduce processing methods about and-join noise of the Two-way Network’s of Broadcast and TV, Explained by the practical work and learning with technological. 【Key words】HFC；And-join Noise 科 ● ● ○IT论坛○ 886