基于Proteus的电子虚拟仿真在嵌入式系统开发中的典型应用袁小洁1，2（1.贵州食品工程职业学院，贵阳551400；2.贵州省贸易经济学校，贵阳551400）摘要院以现阶段高等职业教育中嵌入式系统开发课程在实践实训中所遇到的问题为突破口，采用现代信息技术电子虚拟仿真软件解决难题，以具体案例分析使用该软件在嵌入式系统开发的典型应用。关键词院嵌入式系统；虚拟仿真；Proteus；MDK；ARM我国现正处于经济发展的转型期袁随着高新技术的日新月异发展袁各行各业比以往更迫切的需要更多的高技能人才袁而高等职业教育正是以培养高级技能人才尧高级应用型人才为教学目标袁强化学生实践能力培养人才1现存问题遥现有高等职业教育电子信息类各个专业的专业基础课程或专业课程是相同或类似的袁根据各专业培养目标的差异袁在课程内容上侧重点有所不同袁如叶电路基础曳尧叶单片机原理与应用曳尧叶嵌入式系统开发曳等袁对实训操作需要专业的实训器材的实践性较强的专业课程中袁因为专业差异或教学目标的差异袁原有的课程体系加实训室的教学的模式袁对实训室形成多方面的需求压力袁一方面是作为职业院校在专业建设尧课程建设中要求紧跟行业发展尧市场需求而不断推进改革袁另一方面是专业实训室的建设涉及市场调研尧专项资金支持尧设备论证尧专家论证尧设备采购尧实训设备教师培训等多方面因素的作用袁而随着电子信息技术的飞速发展往往采购的统一设备随时间推移袁不能满足多学科尧多目标以强调学生实践能力的课程体系要求袁给授课和实训教师造成多方困惑曰随着现在信息技术不断完善升级袁其中以Proteus而该类电子仿真软件紧跟最前沿的行业应用及教学发展为代表的电子仿真软件能很好的解决多方需求袁的需求袁也在不断迭代更新支援新的模块袁同时也大大的降低了学校采购实训设备和耗材2课程介绍尧保管等日常费用遥专业的核心课程叶嵌入式系统开发袁为紧跟行业发展曳是高等职业教育物联网应用技术尧市场需求袁课程中选用ARMCrotexM3系列微处理器为代表进行授课袁围绕嵌入式技术的应用分为三大模块进行讲解袁第一是以设备驱动原理进行分析尧演化袁强调以发现问题解决问题的思1422019.05路袁不断完善驱动程序袁优化逻辑代码曰第二对于有一定难度的代码袁采取分步递进袁在授课中采用逻辑上切分具体实现步骤袁围绕应用需求进行逻辑设计和代码实现进行梳理解析袁使得学生能理解曰第三以围绕应用尧项目需求袁进行知识点的分析消化吸收为主袁打造全方位立体多角度交叉学习的方式曰在教学过程中发现学生学习本课程兴趣很浓厚袁但苦于缺乏相应的实训设备袁缺乏真实的体验感受曰而采用电子虚拟仿真进行实训方式袁从硬件设计到软件编程袁都可以将知识落实在电路设计尧代码设计袁实训环境有了明显的提升改善袁同时随着仿真软件的升级3电子虚拟仿真袁在使用体验也在不断满足多方需求遥电子虚拟仿真软件Proteus是LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件遥它除传统的电路仿真外袁重点应用在单片机及外围器件仿真袁支持主流的CPU类型有8051/52尧AVR尧PIC尧ARM7尧CortexM3尧Cor鄄tex经可以仿真M0尧ArduinoARM等Cortex袁2018M4年最新版本内核的STM32F401Proteus8.8系列微sp1已处理器袁CPU类型随着版本升级还在继续增加曰支持通用外设模型袁如字符或图形LCD模块尧LED点阵尧LED拟终端七段显示模块尧电子温度计等尧按键曰实时仿真尧直流/步进电机UART尧尧中断RS232尧SPI/虚I2C尧了全面的仿真支持环境ADC等曰其主要特点为嵌入式微处理器学习提供4典型应用遥硬件设计选用CortexM3内核的NXP公司生产的LPC1343微处理器袁同内核的还支持其他公司设计的系作者简介：袁小洁渊1982-冤袁男袁高级讲师袁工程硕士袁研究方向院嵌入式技术遥收稿日期：2019-03-05列微处理器袁如院STM32F103尧ATSAM3N尧LM3S3等遥4.1电路涉及两个模块内容电路设计如下：院渊1冤使用P2端口驱动四位共阴极七段数码管袁低8位连接数码管的字形码端口袁高4位连接数码管位选端口袁实现动态扫描驱动曰渊2冤设计图具体如图使用P1高八位端口驱动1尧图2尧图34x4所示矩阵键盘工作遥袁硬件LPC1343FBD48R/PIO1_1/AD2/CT32B1_MAT0R/PIO1_0/AD1/CT32B1_CAP033R/PIO1_2/AD3/CT32B1_MAT13435PIO1_4/AD5/CT32B1_MAT3/WAKEUPSWDIO/PIO1_3/AD4/CT32B1_MAT23940PIO1_6/RTS/CT32B0_MAT0PIO1_5/RTS/CT32B0_CAP045PIO1_7/RTS/CT32B0_MAT146P1_447P1_59P1_6PIO1_10/AD6/CT16B1_MAT1PIO1_9/CT16B1_MAT0PIO1_8/CT16B1_CAP017P1_7PIO1_11/AD730P1_842P1_9P1_10PIO2_0DTR2P1_11PIO2_2/DCDPIO2_1DSR13PIO2_3/RI26D0PIO2_438D1PIO2_518D2PIO2_621D3PIO2_71D4PIO2_811D5PIO2_912D624D7PIO2_11/SCKPIO2_1025A031A1A2A3U1图1LPC1343连接图ABCDEFGDP1234图2七段数码管连接图P1_4P1_5P1_6P1_11P1_10P1_9P1_8P1_7图3矩阵键盘连接图4.2程序开发环境采用程序设计KeilMDK-ARM软件袁该软件是专业用来开发基于ARM核的系列微控制器的嵌入式应用开发程序袁现在最新版本是5.27遥程序设计中采用Crotex开发逻辑上微处理器软件接口标准袁降低程序设计难度(CMSIS)袁曰对应硬件设计使开发集中在袁程序设计相关模块的驱动子程序院数码管驱动子程序袁矩阵键盘驱动子程序袁在主程序中实现按键内容的显示即可袁以下给出完整原代码袁因为篇幅有限袁不涉及MDK-ARM简单计算器按键定义内容工程的配置内容袁曰可以使用状态机程序设计方在硬件图中也给出了模拟法袁实现相关设计遥#include
#defineKEY_STAT999999constunsignedcharLEDSeg[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,//字形码0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};//字母AbCdEFconstunsignedcharLEDDig[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7};//位选通码unsignedcharLEDBuffer[4]={0,0,0,0};//LED数码管//显示缓冲区unsignedcharLEDPointer;//LED数码管动态扫描索//引变量intmsCnt=0;longKeyCnt=0;constunsignedcharKEYTAB[]={//4X4矩阵键盘编码0x7E,0xBE,0xDE,0xEE,0x7D,0xBD,0xDD,0xED,0x7B,0xBB,0xDB,0xEB,0x77,0xB7,0xD7,0xE7};voiddisplayLED()//7段数码管驱动子程序{if(++msCnt>100)//软件延时{//PIO2_8~11是位选通码PIO2_0~7是字形码LPC_GPIO2->DATA=(LEDDig[LEDPointer]<<8)|(LEDSeg[LEDBuffer[LEDPointer]]<<0);if(++LEDPointer>=sizeof(LEDBuffer))LEDPoint鄄er=msCnt0;=0;}}voidkeyScan()//矩阵键盘驱动子程序{inti,temp;LPC_GPIO1->DIR=(0x0F<<4);//PIO1_4~7置输出,PIO1_8~11置输入LPC_GPIO1->DATA=(0xF0<<4);(下转第176页)2019.05143表3IP地址规划序号1234区域无线APIP网段172.16.0.0/24172.16.1.100/24172.16.1.101/24172.17.0.0/16网关/次认证袁服务器就会将对应设备的MAC地址与用户关联袁用户后续即可自动完成认证遥DHCP服务器认证服务器学生宿舍172.16.0.1172.16.1.1172.16.1.14结语无线网络设计不仅能够促使学生宿舍的网络框架体系在一定程度上得到改进袁还能够健全并优化管理策略袁有助于为全校师生营造一个便捷高效的网络环境遥当前袁市面上推出了各种各样的无线局域网技术袁无线产品也变得愈来愈丰富化尧多样化袁使人们的选择空间进一步扩大遥参考文献[1]杨朋.校园无线网组网技术及应用的探讨[J].数字通信世界,2019,01:66.[2]张晓旭.上海东海职业技术学院校园[J].无线网络安全问题研究,2018,(9):206-207.}3.2.4无线安全出于对安全方面的考虑袁需要设置无线用户隔离袁隔绝用户之间的通信访问遥无线用户隔离类型共有4种院基于AC用户隔离尧基于AP用户隔离尧基于AC-SSID用户隔离尧基于AP-SSID遥在这里使用基于AP的用户隔离[2]遥认证方面与学校认证服务器对接袁并使用MAC无感知认证的技术遥用户设备在接入网络时袁仅需完成一(上接第143页)//PIO1_4~7输出低电平if(0xF0!=((LPC_GPIO1->DATA&(0xF0<<4))>>4))//判断是否有键按下{if((KEY_STAT!=KeyCnt)&&(++KeyCnt>4000))//去抖动延时{if(0xF0!=((LPC_GPIO1->DATA&(0xF0<<4))>>4))//判断是否真得按下{KeyCnt=KEY_STAT;//置已按下标志temp=(LPC_GPIO1->DATA&(0xF0<<4))>>4;//读取列值LPC_GPIO1->DIR=(0xF0<<4);//行置输入,列//输出LPC_GPIO1->DATA=(0x0F<<4);//列输出低电平temp|=(LPC_GPIO1->DATA&(0x0F<<4))>>4;//读行值并与列值合并for(i=0;iDIR|=(0xFFF<<0);LPC_GPIO2->DATA=(0x000<<0);while(1){displayLED();keyScan();}}}elseKeyCnt=0;}}}//按键释放则置标志变量为05结语综上所述袁采用电子虚拟仿真软件Proteus袁在嵌入式系统开发课程的应用非常适合课程实训的要求曰随着信息技术的发展尧专业人才培养的定位尧课程改革要求袁以Proteus为代表的电子虚拟仿真软件袁不仅解决传统实验室发展的困难袁亦可以充分调动学生课余时间自主学习主动性袁为电子信息类高技能人才的培养提供了另一条学习的捷径遥1762019.05
