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《无线电》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

1955年创刊,是国内电子科普领域创刊最早、发行量最大的知名杂志,累计发行量超过3亿册,倡导科普、兴趣、实作、分享的办刊理念。

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STC单片机片上仿真法——《无线电》2013.07

2013-09-29 17:07:14

什么是仿真

什么是仿真?我们举一个汽车设计的例子来说明一下吧。大家一定在影视剧或电视广告中看过这样的镜头:在一个大大的厂房里,一辆崭新的小汽车正在以很高的速度撞向一面厚厚的水泥墙。坐在车上的两个人面不改色心不跳、一动不动地等待着死亡。他们为何如此冷静,因为们”是实验用的假人。说时迟那时快,汽车已经撞到了墙上,巨大的声响夹杂着飞溅的碎片充满了空间,汽车在撞击中破了相。旁边的几台高速摄像机记录下了这一切。这是一次真实的撞击实验,目的是为了得出这款车型在出现意外时,是否能保住人的小命。安装在假人身上的传感器所得出的数据,能帮助工程师们发现安全隐患,从而改进汽车的设计。可以说,以上就是一次仿真,一辆真车和两个假人有计划地撞墙,模拟了真实车祸情况。仿真让实验变得可能,因为没有一个真人愿意坐在车里参与这场实验。当真实情况很难在研发时再现时,仿真就可以帮助开发者完成必要的实验。这就如同在单片机开发中,我们在自己的实验板上去开发一款产品一样。当我们设计好了一个产品的功能,要在实验板上模拟用户的操作,看看操作是否正常,产品的反应速度和如何。这些都是在仿真——模仿用户使用的真实情况。

有朋友会问了:如果这就是仿真,那还有什么好讲的呢?嗯,如上所说的仿真只是广义上的仿真,凡是在实验室里用实验板STC单片机片上仿真法或工程样机模拟用户使用的过程,都可以算是仿真。而还有一种狭义的仿真,就是下面要重点介绍的内容。再说回到汽车撞击的实验吧。后来呀,汽车公司的老板在办公室里坐不住了,因为每当从外面传来一声巨响,他就知道又有一辆新车被撞得稀巴烂,一阵痛苦涌上心头。虽然理性上明白,这是为了开发出更安全的汽车,可是感性上还是不喜欢这种“烧钱”的行为。人们常说利益推动科技进步,当老板的利益受损,自然就会有高科技问世。不久,工程师们用上了一种电脑仿真软件,它采用了虚拟现实的技术,只要在电脑上按几个钮,输入一些汽车的参数,一台虚拟的汽车就会出现在屏幕上。这辆虚拟车能和真车一样撞击、飞溅,然后得出一大堆接近真实的数据。不仅能模拟真实的撞,还能歪着撞、倒着撞、飞起来撞、飞起来转体360°地撞。还能暂停时间,一步一步地撞,或者只看撞击中某一秒的数据。这一技术完全超越了真实 .验,撞击再也不用耗人耗时了,新车的开发速度也快了很多,而且大大降低了成本。

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■ 带有仿真功能的单片机IAP15F2K61S2

汽车公司的遭遇在单片机公司也同样发生着,各种仿真软件如雨后的水泡子般越来越多。有的直接在电脑上虚拟仿真,还有的用一种叫仿真器的东西,让实验板与电脑连接,给实验板或工程样机增加了单片机实物所不能达到的仿真功能。其中最重要的一个功能就是“单步运行”。

在仿真软件里,把单片机从上电开始以正常的速度一直运行下去的过程叫“全速运行”。相对的,单片机只运行程序中的某一条或几条程序就是单步运行了。在非仿真的情况下,单片机是不能单步运行的。那单步运行有什么用呢?呵呵,单步运行非常有用呀,甚至可以说是一项单片机开发的重大进步,就如同录音带和MP3的区别一样。录音带在听歌的时候必须从头听到尾,如果想换歌就得花时间倒带,而且你也不能精准地倒到下一首歌的开始处。而MP3不是连续的线性存储,你可以随意换歌,还能把任意的一段反复听。

 未完。。。

  全文详见《无线电》2013.07


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