逻辑电路与单片机的虚拟实验系统设计与实现

发布时间：2020-08-08 10:23

【摘要】：逻辑电路与单片机课程是高校电子和计算机相关专业学生的必修课程。然而,在电路仿真实验领域长期由国外软件垄断。随着国家级虚拟仿真实验教学中心的建设,自主研发逻辑电路与单片机的虚拟实验系统成了一项紧迫的任务。目前我国开展的远程教育仍以理论学习为主,难以开展实验实践课程。另外一些高校虽然有设备开展逻辑电路与单片机课程,但是在进行仿真时只能使用单机版软件,教师无法及时跟踪学生的学习情况,如果能将教学平台搬到网上,将会提高相应课程的教学效果。与此同时,单片机等实验需要多种软件,学生同时需要学习几种新的软件,给老师和学生都带来了不便。 目前国内部分高校和研究机构推出了网络版的数字电路虚拟实验,但是在进行复杂电路仿真时会出现缓慢甚至错误的情况。在单片机实验方面还缺少成熟的虚拟实验平台产品。虚拟实验研究室现有的基于网络的逻辑电路和单片机实验采用了将C++程序嵌入Java虚拟机的方法,运行速度受到影响,并且还需要配合其他软件进行指令编译。 为了解决上述问题,本文提出了一种采用Java语言开发的,基于Web的逻辑电路与单片机的虚拟实验系统设计方法和实现方式。本文对逻辑电路和单片机实验进行了研究,提出了数学建模和仿真算法。采用了MVC体系结构模式的软件架构,通过迭代的方式进行软件开发。建立了适合逻辑电路仿真的状态表,通过传递消息队列的方式完成元件模块和消息模块的设计。在设计单片机部分通过分成单片机内核组成、单片机指令设计、用户交互方式、导入hex文件的方式实现,使本系统能独立完成单片机实验内容。为了提高仿真速度,本系统采用多线程并发的方式,借助于Java支持的原生线程池,实现软件内核的事件处理机制和多线程的交互过程。最后,由两个典型实验来验证本系统仿真的正确性。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TP368.1
【图文】：

路原理图的绘制、单片机代码的调试和与电路配合的虚拟仿片机的基本原理，也能用于工业设计制造。在编译方面，ProtLAB、lAR配合使用。虚拟系统模型Proteus VSM有多种版本，sPIC33, PIC24, ARM7/LPC2000, Basic Stamp, HCll, 8051as Instruments公司旗下的嵌入式系统。由于Proteus拥有丰富爱好者中有着很高的评价，在单片机教学和研宄方面也深受爱。

WAVE6000界面图

图3-1 MVC架构模式功能设计电路与单片机的虚拟实验系统软件设计延续经典的MVC结构，将数，为系统软开发提供便利。结构的运用于软件设计方案：模型层的设计需要完成以下功能：件模型：需要定义不同类型的元件，区分同类型的多个元件；点模型：在仿真过程中是以元件中的节点上的数值进行计算的，节点提出；立模型的连接：在电路中元件之间的连接关系需要区分；片模型：显示的图片不同元件的图片需要区分。层是一个或一组类，包含数据及其逻辑运算的方法，不必知道数据如视图层的设计需要完成以下功能：

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

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本文编号：2785440