基于KEIL-AGSI接口的单片机虚拟实验室构建之软件开发论文

　　摘要：文章软件开发论文提出了一种基于uVisionKEIL的AGSI接口，利用VC++编写动态链接库，模拟单片机外围设备，以实现单片机虚拟实验室的建设方案，从而实验、实训课题在虚拟平台中实现，有效解决了资金和设备维护问题，并增强了学生自主学习单片机的便利性和时效性。
　　关键词：AGSI；仿真实验室；单片机；动态链接库
　　1.论文引言
　　目前，单片机因其功能强且可自定义，价格低，可靠性高，抗干扰能力强，使用方便灵活，通用性强，在工控、智能仪表、通信系统、信号处理、智能家电等领域都得到了广泛的应用，学习者逐年增加。作者利用计算机软件的仿真技术，在KEIL的AGSI接口基础上，开发DLL库，构建单片机虚拟实验室，针对高职院校单片机教学，成功的解决了资金的限制，单片机设备更新快，学生自主学习时硬件缺乏等许多实际的问题和困难。
　　2.解决方案
　　为了解决传统单片机实验室存在的问题，并为学生自主学习提供更大的便利。基于AGSI接口利用VC++自行开发动态链接库，采用纯软件的方法仿真按钮、LED、数码管、LCD、信号发生器以及其他自定义外设，无缝链接至uVision，实现方便的外设软件仿真和直观的界面问题。
　　2.1仿真库的开发。下面将以学生学习时常用的跑马灯实训题目为例，开发直观的虚拟外设，介绍如何利用AGSI接口开发动态链接库。
　　（1）启动MSVisualC++，利用MFCAppWizard（dll）新建Experiment工程。注意使用MFC的静态链接，否则无法正常工作。
　　（2）在Experiment工程中添加头文件AGSI.h，增加AGSI的接口函数原型，在Experiment.h中添加SFR（特殊功能寄存器）、VTR（虚拟寄存器）的定义和接口函数原型。
　　（3）在Experiment.cpp文件中添加外设初始化代码，包括AGSI的建立（GetFunctionPointers），外设菜单入口及其对应对话框的声明（DefineAllMenuEntries），和SFR（DefineAllSFR），VTR（DefineAllVTREG），监视器（DefineAllWatches）和中断（DefineAllInterrupts）的声明。编写外设复位代码（ResetPripheral），上述的所有函数都通过AgsiEntry（）函数调用，该函数需要在DLL中导出，定义如下：extern"C"DWORDAGSIEXPORTAgsiEntry(DWORD,void*)。
　　（4）在工程中添加一个非模态对话框，在对话框定义时产生的源文件中添加PeriDisp、PeriUpdate、PeriKill三个函数，分别用来显示对话框，更新显示内容和关闭对话框。同时添加两个宏用于菜单定义AGSIMENU和对话框属性定义AGSIDLGD。
　　（5）在对话框类中添加Update()函数，用于更新显示，该函数在外设状态改变时被自动调用便于及时反映外设状态。
　　（6）在Update()函数，编写人机界面，利用Agsi.ReadSFR()函数读取P1口的状态，绘制8个LED灯，用于仿真P1口状态。
　　（7）添加4个按钮，用于仿真P3.4~P3.7四个管脚的按键动作。编写按钮的处理函数如下：利用Agsi.WriteSFR(P3,0x00,0x10)对P3.4口进行清“0”操作，然后调用AGSI的CreateTimer函数将回调函数BtnP34与时间进行关联 Timer4=Agsi.CreateTimer(BtnP34)，最后利用SetTimer函数定时100ms，Agsi.SetTimer(Timer4,1000)，这样回调函数BtnP34将在1S以后被调用，在BtnP34函数中调用WriterSFR对P3.4口进行置“1”操作，模拟按键P3.4的动作。其他P3.5等三个管脚的动作仿照P3.4管脚实现，P3.4按键动作时序与VC++程序间关系如图1所示。
　　（8）编译链接生成动态链接库Experiment.dll。
　　图1P3.4仿真按键时序的实现方法
　　2.2仿真库的使用
　　（1）将编译生成的Experiment.dll文件拷贝到KEIL程序所在的目录C51BIN文件夹中。
　　（2）在uVision3的OptionsforTarget的Debug选项页中，选择UseSimulator，在DialogDLL一栏的Parameter项中写入-dExperimen，为后续进行仿真单片机程序做准备。
　　（3）编写一个跑马灯的单片机测试程序，P1.0~P1.7所接8个LED灯，循环点亮，间隔周期为1S，按键P3.4控制跑马灯的启停。编译通过后，启动DebugSession后，IDE将自动装载8051的仿真动态链接库S8051.DLL和我们所设计的仿真动态链接库Experiment.DLL。在Peripherals的下拉菜单中可以看到“单片机虚拟实验平台1.0”，点击后可进入实验平台的选择界面，点击“实验1”按钮可进入图2所示跑马灯仿真界面。
　　（4）开始仿真时，点击P3.4按键后，8个LED灯以1S为周期循环左移点亮，再次点击P3.4按键后，LED灯停止循环，停留在当前状态。图3为LED的仿真界面。
　　上述通过动态链接库的编写，实现了简单跑马灯电路的仿真工作，为高职学生学习单片机提供了直观形象的仿真界面，并为自主学习单片机，调试程序工作时提供了很大的便利。
　　3.论文结论
　　本文介绍的利用AGSI接口编写动态链接库，仿真单片机外围设备的方法，其设计思想具有一定的普遍性，不光可以仿真51系列单片机的内部资源，也可以仿真其外设设备，而且也可以仿真其他KEIL软件支持的单片机。
　　论文参考文献
　　[1]鲍小南.单片微型计算机原理及应用.浙江大学出版社，2007