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颠覆传统专业仿真器价值观， 新一代51tracer深圳学林电子新年巨献，每套仅售390元（不含运费和发票），不到一般仿真器价格的1/3,和本公司xl2000，xl600+实验仪配套购买更有更多惊喜特惠价！

80C51 系列单片机仿真器选购指南

第一章   为什么要使用仿真器？

1.1 仿真的概念

      仿真的概念其实使用非常广，最终的含义就是使用可控的手段来模仿真实的情况。

      在嵌入式系统的设计中，仿真应用的范围主要集中在对程序的仿真上。例如，在单片机的开发过程中，程序的设计是最为重要的但也是难度最大的。一种最简单和 原始的开发流程是：编写程序－烧写芯片－验证功能，这种方法对于简单的小系统是可以对付的，但在大系统中使用这种方法则是完全不可能的。

1.2  仿真的种类

      软件仿真：这种方法主要是使用计算机软件来模拟运行实际的单片机运行，因此仿真与硬件无关的系统具有一定的优点。用户不需要搭建硬件电路就可以对程序进 行验证，特别适合于偏重算法的程序。软件仿真的缺点是无法完全仿真与硬件相关的部分，因此最终还要通过硬件仿真来完成最终的设计。

     硬件仿真：使用附加的硬件来替代用户系统的单片机并完成单片机全部或大部分的功能，使用了附加硬件后用户就可以对程序的运行进行控制，例如单步，全速，查看资源，断点等。硬件仿真是开发过程中所必须的。

1.3  为什么要使用仿真器?

      在与一些有经验的工程师交谈中，我们会发现有相当一部分工程师在开发中不使用或很少仿真器。向他们询问原因，得到的回答是“仿真器不可靠”。但是他们是如何解决程序开发中遇到的问题呢？通过深入的交流才明他们是照这样的方法来开发程序的：

     (1)   根据自己的设计建立一个符合要求的硬件平台，如果该平台涉及的程序比较复杂，还要搭建一个人机交流的通道。人机交流通道可能是一个简单的发光二极管，蜂鸣器，复杂的可能是串口通讯口，LCD显示屏。

      (2)  写一个最简单的程序，例如只是将发光二极管连续的闪烁。程序编译后烧写到单片机芯片中，验证硬件平台是否工作正常。

      (3)  硬件平台正常工作后编写系统最低层的驱动程序，每次程序更改后都重新烧写单片机芯片验证。如果在程序验证中遇到问题，则可能在程序中加入一些调试手段，例如通过串口发送一些信息到PC 端的超级终端上，用于了解程序的运行情况。

      (4)  系统低层驱动程序完成后再编写用户框架程序，由于这部分已经不涉及到硬件部分，所以程序中的问题用户一般能够发现。

     但是更多的调查表明，使用以上方法的工程师总的看来所设计的程序不是很庞大或很复杂。因为在做简单的项目时，我们可以通过一个发光二极管就可以表达 出内部的信息；如果程序复杂，可能需要更多的信息来表示内部的状态，这样可能就需要串口协助调试；如果程序更复杂，硬件更多，实时性更强，那工程师就要更 多的增强调试手段，串口可能就不能满足了，需要类似于断点的功能，因为我想知道在某一个时刻单片机内部的状态究竟是怎样？

      如果用户程序的修改非常频繁，可能一次又一次地的烧写芯片占用的时间就很多，这时用户就会想能下载程序并运行的装置。到这里，您会看到，随着用户要求的 越来越高，调试装置已经越来越象一个通用的仿真器了。因此我们的建议是：不要回避使用仿真器，因为使用仿真器能提高您的开发速度。

        但是不能否认的是，用户回避使用仿真器也是有原因的。因为仿真器也是一种电子装置，非常依赖于设计者的水平。如果一个仿真器设计者的水平有欠缺，那 将给仿真器的使用者带来很大的问题，因为仿真器的使用者将分不清楚究竟是程序的问题还是出在那里。随着电子设备的复杂化，设计工程师面临前所未有的压力。 您可以想象，用户发现了程序中有一个问题，首先怀疑是自己系统中的问题，可能是软件方面也可能是硬件方面。因为用户系统处于开发阶段，用户基本上不会怀疑 仿真器。在这种情况下，用户将耗费很大的精力在自己的系统中寻找并不存在的问题。如果用户最终发现问题来源于仿真器，并通过烧写芯片验证确实如此，那这个 仿真器用户以后可能会逐渐放弃使用仿真器。

      用户放弃使用仿真器，对用户的影响是巨大的。因为放弃使用一个设计不完善的仿真器，也放弃了 使用其它设计完善的仿真器，关键是放弃了合理的开发方法。因此我们的建议是：不要回避使用仿真器，但要挑选好的仿真器。

1.4仿真器的附加服务更加重要

      在购买仿真器的同时，还要注意仿真器厂家的服务，这一点很关键。这里说的服务包含仿真器本身 的服务，例如仿真器使用上的指导服务，仿真器的维修服务。这些都是一个产品的最基本的服务，对于仿真器这种特殊产品来将还不是全部的服务。

      使用仿真器来开发产品，会遇到很多问题：产品本身的问题，仿真器的问题，仿真器和用户系统的问题。如果用户开发经验不是很丰富，他并不能排除遇到的问题 究竟来源于哪个方面。这时，他可能求助于仿真器生产厂商。如果仿真器的生产厂商只专注于仿真器的设计，而对于其它的单片机应用不熟悉，他可能对用户提出的 问题不能作出正确的判断而一味的强调自己的仿真器没有问题。与之相反，一个既熟悉仿真器的使用，又有丰富开发经验的仿真器支持厂商则能协助用户快速的找出 问题，实践证明这两种情况带来的效果是完全不一样的。因此我们的建议是：挑选好的仿真器，更要挑选好的技术支持。

第二章   仿真器中使用的技术

      仿真器的生产在国内有十多年的历史，其中使用的技术根据时间和性能的不同大约分成以下几种：

      (1) 仿真开发系统

      这种技术主要在仿真器的初级阶段使用。由于当时没有好的仿真技术或仿真芯片，仿真器设计成了一个双平台的系统并根据用户的要求在监控系统和用户系统中切 换。这种仿真系统性能完全依赖于设计者的水平，实际的最终性能厂家之间相差很大。不过总的说来需要占用一定的用户资源并且设计复杂，现在基本上已经淘汰， 只是使用在一些开发学习系统中。

      (2)  Bondout 技术

      一般来说，人们常常说的专用仿真芯片其实就是 Bondout。这种仿真芯片一般也是一种单片机， 但是内部具有特殊的配合仿真的时序。当进入仿真状态后，可以冻结内部的时序运行，可以查看/修改在静止时单片机内部的资源。

      使用Bondout 制作的仿真器一般具有时序运行准确（也有例外），设计制作成本低等优点；Bondout芯片一般是由单片机生产厂家提供的，因此它只能仿真该厂商指定的单片机，仿真的品种很少。

      (3)  HOOKS 技术

      HOOKS 是PHILIPS拥有的一项仿真技术，主要解决不同品种单片机的仿真问题。使用该专利技术就可以仿真所有具有HOOKS 特性的单片机，即使该单片机是不同厂家制造的。使用HOOKS 技术制造的仿真器可以兼容仿真不同厂家的多种单片机，而且仿真的电气性能非常接近于真实的单片机。但是HOOKS 技术对仿真器的制造厂家的技术要求特别高，不同的仿真器生产厂家同时得到HOOKS 技术的授权，但是设计的仿真器的性能差别很大。

      10 年前国内就已经得到了 PHILIPS  的 HOOKS 技术授权，但是受当时技术水准的限制研制的 HOOKS 仿真器还不能实用。即使到了今天，也不是每个仿真器厂家都能生产HOOKS 仿真器，即使生 产出来性能也差异很大，用户应仔细区别。

      (4)  内嵌仿真功能的芯片

      随着芯片技术的发展，很多单片机生产厂商在芯片内部增加了仿真功能，一般通过JTAG 接口进行 控制。为了降低成本和增加可靠性，内嵌的仿真部分一般功能比较简单。

      根据当前的发展趋势，如果只仿真标准的MCS-51 系列单片机可以选用Bondout 技术的仿真器；如果用户希望仿真器功能更多更灵活的诸如增强型80C51 系列单片机的话，那么必须选用HOOKS 技术仿真器。二者比较而言，采用HOOKS 技术的仿真器性价比要高于Bondout 技术。

第三章  国内仿真器的现状

      到今天为止国内的仿真器发展大约有20 年的历史，总的说来生产商的规模都不是很大，在新产品 的研制/开发/服务上都不能投入很大的资金。根据仿真器使用的技术来划分，国内仿真器的设计大约可以分成以下几个时期：

     (1)  70 年代末期-80 年代中期 这个时期采用的技术主要是仿真开发系统，现在看来技术含量不高，用户要求也不高。

     (2)  80 年代末期-90 年代末期 这个时期主要使用华邦一颗带有仿真功能的芯片制作，采用的技术应该叫做Bondout。采用这颗芯片能大大简化仿真器的设计，因此国内仿真器的水准有了大的提高，基本上可以不占用用户资源。

      正是由于仿真性能的提高，国内的仿真器制作在将近 10 年的时间内没有进步，一直采用这种制作模式。虽然个别厂商也尝试过别的技术来提高仿真水准，例如HOOKS 技术，但是由于本身技术的限制没有成功。相反国外的仿真器较早地使用了HOOKS 技术，在初期由于HOOKS 技术本身的复杂性，仿真性能和价格不如国内采用Bondout 的仿真器。随着IC 技术的发展，国内制作HOOKS 技术的条件已经成熟，但是国内的几家主要的生产厂商还 陶醉于Bondout 技术之中。
    (3)  2000年开始

      2000年是中国仿真器市场变化最大的时期，其中最引人注目的变化是华邦仿真芯片W78958的停产华邦公司在设计W78958 芯片时，其内部的仿真功能只是为了仿真器厂商能制作仿真器以便更好的推广W78958。但是经过几年的变化，W78958 演变成为一颗仿真器上使用的仿真专用芯片而不是用户使用的标准芯片，使用的范围也仅限于国内，一年不到20000 只的用量也促使华邦公司在进入2002 年后宣布将停产该芯片。

     W78958 停产以后，国内仿真器厂商处于一个非常尴尬的局面。由于W78958 在国内使用了将近10 年，国内的用户群非常庞大，这些用户将无法得到持续的支持特别是维修方面。另外，国内围绕在W78958 上所做的技术工作也无法得到延续和提高，很多业界人士认为仿真器行业将面临另起炉灶或重新洗牌的局面。

      HOOKS 技术无疑是仿真器厂商在失去W78958 后的替代品，但是由于没有长期跟踪和关注，短期内多数厂家无法将复杂的HOOKS 技术应用于成熟的产品中。专家们认为仿真器厂家的整体转型可能需要2－3 年的周期，并且有相当的仿真器厂家将会被淘汰，市场拥有量将主要集中在少数几个仿真器厂家。   

   (4)2003年以后sst公司推出了双核心的sst89c58,89e516,等，同时推出了公版仿真监控mon51，自此出现一种廉价的仿真器方案，仿真器的成本因此降低到一片芯片的成本（另外加一个max232）， 可以实现基本的仿真功能， 但是由于本身的速度极慢（最多只能支持38400速率，占用p3.0,p3.1口占用至少8个字节的sp）因此最多只能说勉强实现功能，但实际的使用作用并不大，只能适合初学者仿真简单的小程序，不能跑大型程序。可以说是一个玩具版仿真。

学林电子的51tracer仿真器是在结合上述各种仿真器方案后推出的一种高级专业仿真器，具有以下特点

1最新高科技航空级镁铝合金外壳，外部采用进口绒布面料套，豪华高贵，一见倾心。

2大量采用最新工艺和器件，全贴片安装，进口钽电容，贴片电解。

3 全面保护方案，确保万无一失。电源采用快恢复保险，即便短路也可有效保护。所有IO口加电阻防冲击， USB口独家采用tvs防雷击静电保护。

4 单USB接口，无需外接电源和串口，即插即用，台式电脑、无串口的笔记本均适用。三CPU设计，采用仿真芯片＋监控芯片＋USB芯片结构，是一款真正独立的仿真器。

5下载仿真通讯急速115200bps,相比以前版本提高一个数量级(10倍以上)，单步运行如飞。

6不占资源，无限制真实仿真（32个IO、串口、T2可完全单步仿真），真实仿真32条IO脚，包括任意使用P30和P31口。

7兼容keilC51 UV2 调试环境支持单步、断点、随时可查看寄存器、变量、IO、内存内容。支持夭折功能，全速运行时按STOP按钮即暂停，并指向当前程序行。可仿真各种51指令兼容单片机，ATMEL、Winbond、INTEL、SST、ST等等。可仿真ALE禁止，可仿真PCA，可仿真双DPTR，可仿真硬件SPI。媲美2000元级别专业仿真器！

8独创内置晶体功能，可以选择最常用的4，11.0592，12，24mhz晶体。完美解决晶体引线过长导致的不稳定。

9独创多声响和led指示实时系统状态和自检，特别设计p1.0自检灯，方便排除故障。

独创长按复位键自动进入脱机运行模式，这时仿真机就相当于目标板上烧好的一个芯片，可以更加真实的运行。这种情况下实际上就变了一个下载器，而且下次上电时仍然可以运行上次下载的程序。

11具有自主知识版权，后续升级无忧！

以下是部分仿真监控核心源代码：供大家参考。

sfr P4 =0xA5
sfr BB =0xF0
sfr iea =0xe8
sbit rri =iea^6
sbit tti =iea^7
SFR WDTC =0xC0
sfr T2CON =0xC8
SFR IP1 =0xF8
SFR IP1H =0xF7
SFR XICON =0XAE
SBIT WD4 =WDTC^4
SBIT WD3 =WDTC^3
SBIT WD2 =WDTC^2
SBIT WD1 =WDTC^1
SBIT SWDT =WDTC^0
sbit tr2 =T2CON^2
SBIT DT0 =B^0 ;红
sbit DT1 =B^1 ;绿
sbit CAL =B^2 ;灰 申请
sbit ASK =B^3 ;黄 应答 0043H EX3 PX3/H 8
SFconfig EQU 0B1H
SFcommand EQU 0B2H
SFaddlow EQU 0B3H
SFaddhigh EQU 0B4H
SFdata EQU 0B5H
SFstatus EQU 0B6H
SBIT WRCON =0C4H ;借用做写RAM标志
SBIT BEEPCON =0C0H

Q0000: LJMP CHANG ;0000 02 00 33
DB 17H,12H,21H,11H
TABLE1: DB 56H,39H,2EH,31H

以下是部分监控cpu核心源代码：供大家参考。

/*22.1184Mhz 
600 600 40 0.00
1200 1200 A0 0.00
2400 2400 D0 0.00
4800 4800 E8 0.00
7200 7200 F0 0.00
9600 9600 F4 0.00
14400 14400 F8 0.00
19200 19200 FA 0.00
28800 28800 FC 0.00
38400 38400 FD 0.00
57600 57600 FE 0.00
115200 115200 FF 0.00
RAM 080H-0FFH为128位仿真RAM
XRAM的第一段000H-0FFH为256位用户RAM
XRAM的第二段100H-1FFH为串口写CODE/XRAM命令缓冲
XRAM的第三段200H-2FFH为串口其它命令缓冲 
XRAM的第四段300H-3FFH未用 */
sbit DT1 =P3^5 ;绿
sbit DT0 =P3^4 ;红
sbit ASK =P3^3 ;灰
sbit CAL =P3^2 ;黄
sfr p4 =0e8h
SFR AUXR =8EH
sbit ramcon =p4^1
ISPDATA DATA 0E2H
ADDHIGH DATA 0E3H
ADDLOW DATA 0E4H
ISPCMD DATA 0E5H
ISPTRIG DATA 0E6H
ISPCONT DATA 0E7H

org 0000h
ljmp start
ORG 0003H
LJMP RAM
org 0013h
ljmp tx
ORG 0023H
LJMP RX
;--------------------------------------------------------
ORG 0050H
START: mov 18h,#0ffh
mov sp,#30h
MOV IE,#00000000B
MOV AUXR,#00000001B
LCALL ISPSAFE
MOV DPTR,#00H
jb p2.4,emutest ;判断是否由目标板上电! USB版的改用P4.0或P3.6!
MOV P3,#11001111B
boardrun:call beep1
call beep1
call beep1
call beep1
CALL DELAY
call beep1
MOV P3,#11111111B
ljmp test

emutest:MOV P3,#11011111B ;DT1
DJNZ DPL,EMUTEST
JNB DT0,EMU
MOV P3,#11111111B
JMP boardrun

EMU: CALL BEEP
MOV P3,#11111111B

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