软件模拟器PICSIM调试及其开发
模拟器结构论文：GDB-sim模拟器结构剖析
模拟器结构论文：GDB-sim模拟器结构剖析摘要：本文从结构上剖析了gdb—sim模拟器，对configure文件进行了解释、对动态的程序接口、静态的数据结构进行了分析。
在硬件结构模拟上对cpu、内存、总线、设备的模拟及在行为模拟上对cpu取指令（fetch）、指令解码（decode）、指令执行（execute）行为和外设行为的模拟分别进行了描述。
关键词：模拟器、gdb、sim、cpu模拟、硬件模拟、设备模拟一、引言gdb，作为一种很优秀的开源调试器，是gnu开发工具链中很重要的产品，由于其适用于多种平台及对多种cpu的支持而受到普遍的关注。
在pc上进行开发嵌入式程序时（例如mips、arm程序），不能在pc的x86平台上进行调试，只能通过仿真器连接开发板进行调试或通过gdb内嵌的sim模拟器进行调试。
在进行非驱动开发时，使用内嵌sim模拟器调试是一个较好的选择。
本文将对sim模拟器的结构及运行进行剖析。
二、配置及编译产生可执行程序的过程为配置、编译、安装。
该模拟器支持arm、mips、powerpc、hitachi super-h等cpu。
在编译前要通过configure来指定target。
例如：./configure --target=mips在configure后，执行命令make。
产生可执行文件run 和库文件libsim.a。
最后通过执行命令make install安装run到usr/local/bin目录下和安装libsim.a到usr/local/lib目录下。
在这三个过程中用到了configure和makefile两个文件。
１．configure分析gnu的模拟器支持多类型的cpu，通过configure的target选项来配置不同的cpu系统。
例如：在linux或cygwin下配置mips模拟器执行命令./configure --target=mipsconfigure主要作用：根据target决定模拟器挂载的设备生成相关环境变量（包括源文件路径、可执行文件路径、库文件路径等）读入makefile.in文件，根据配置生成makefile文件。
PIC 如何建第一个工程
第二章基础实验2.1 MPLAB安装及联调实验2.1.1 实验目的（1）掌握MPLAB IDE集成环境安装、工程创建、编译与调试方法。
（2）掌握ICD2与实验板联调方法。
（3）对实验系统测试例程进行编译、调试。
（4）熟悉实验板硬件结构。
2.1.2 实验仪器（1）实验板APP0001。
（2）ICD2下载器。
2.1.3 MPLAB IDE集成环境安装、工程创建、编译与调试方法1. MPLAB IDE集成环境安装MPLAB的安装，这里以MPLAB Tools v8.20为例进行讲解：（1）打开安装包，双击“Install_MPLAB_v820”文件进入安装程序。
（2）按照安装提示进行安装。
（3）在setup type对话框中选择“complete”，点击“Next”按钮。
（4）选择安装路径后点“Next”按钮。
（5）按照提示选择“I accept the terns of the license agreement”，点击"Next"按钮。
（6）如果C编译器选择picc编译器，则在跳出如图2.1的窗口点击“是（Y)”继续安装,如果选择安装MPLAB-C18-v2_40，则点击“否（N）”。
如果没有跳出这个窗口，直接跳出完成对话框，则直接单击完成安装。
图2.1 选择picc编译器窗口（7）点击“完成”，完成MAP_LAB安装。
2. C编译器的安装这里以MPLAB-C18-v2_40为例：（1）打开安装文件，进入安装环境，按照提示进行安装。
（2）安装过程中，选择安装路径，当第一次安装MPLAB C18 时，默认的安装目录是C:\mcc18。
如果是安装升级程序，安装程序则会把默认安装目录设置为上次安装时的目录。
在升级时，所选的安装目录必须是上次安装或升级时的安装目录。
指定目录后请点击Next。
选中相应的复选框，选择需要安装的组件，参见图2.2。
图2.2 选择需要安装的组件（3）为系统选择具体的MPLAB C18 配置选项，如图 2.3所示。
PIC课设报告与PIC程序与仿真图
X X X X 《PIC单片机课程设计》数字钟设计报告学生： x x x学号： ***********专业： *****************班级： ****************指导教师： **********二○一二年 12 月 16 日目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计要求 (2)3.课程设计容 (2)4.问题分析 (6)5.设计体会 (6)6.参考书目 (6)7.附：PIC程序与仿真图 (7)1.课程设计目的①进一步熟悉PIC单片机原理与应用；②巩固并提高对这学期PIC单片机知识的学习和应用；③熟悉对PIC16F887的编程；④掌握实验板上的操作和运用；⑤了解数字钟的组成和原理，编写程序并在实验板上运行。
2.课程设计要求1)运用所学的PIC单片机知识，对PIC16F887进行编程，实现数字钟的功能。
2)在软件仿真可行后，下载到实验板上进行演示。
3)在基本功能实现的基础上，可以适当的添加一些附加功能。
4)设计完毕后，总结和整理资料，写成设计报告。
3.课程设计容运用PIC16F887芯片和DS1307时钟芯片，用C语言编程，通过ICD2烧写进芯片，在1602液晶显示屏上实现时间显示、运行的功能称为数字钟。
液晶显示屏显示着年、月、日、时、分、秒、星期。
数字钟有调整时间的功能，通过对按键的操作可以对时间进行调整。
3.1系统功能说明显示屏分两行显示，第一行显示日期：年—月—日、星期，第二行显示格式为时间（时：分：秒）。
显示秒由00一直加到59，分钟由00加到59，小时采用24小时制，由00加到23，星期由1一直加到7，日由01一直加到31，月由01一直加到12，年由2000一直加到2099。
按键操作时，按键S1按下时，数字加；按键S5按下时，数字减；按键S9按下时，位左移；按键S13按下时，位右移。
3.2设计步骤1、先画好仿真图；2、把数字钟分为几个模块，分别完成一个一个模块的编程；3、各个模块程序编写完成后，用仿真图仿真；4、若仿真图可实现，则把各个模块程序下载到实验板上运行；5、各个模块完成后再把各个模块串联起来，进行调试。
PIC如何创建第一个工程项目及调试开发
五、 选择器件
1．选择Configure>Select Device。
2．在Select Device 对话框中，点device栏右边的下拉箭头，选择器件为16F877A， 注意一定要后面有A的！（提醒：16F877A与16F877是两个内部结构和功能不同的芯片， 两个芯片不能直接相互替换，所以千万不要误选成16F877！），在Microchip Programmer Tool Support 部分中， MPLAB ICD 2 旁边的“灯”图标应为绿色。
3．确定是否由 “ICD2 PIC仿真烧写器”对实验板供电。本演示实例由 “ICD2 PIC仿真烧写器” 向实验板供电，因此选中“Power target from the MPLAB ICD2”：
4．自动连接前面最好打上钩，这样不用手动连接，比较方便：
5．自动下载 OS（操作系统）前面最好打上钩，这样不用手动下载 OS（操作系统）， 比较方便：
我们首先执行调试器模式下的“全速运行”。 选择Debugger>Run（或点击Run 工具栏按钮）。
如果我们编写的程序没有错误，我们将在开发板上看到8个LED显示8位二进制递增数。但遗憾的是，8个LED上面什么也没有显示，程序没有按我们的要求运行，说明 程序有错误，不必担心，利用调试器模式下的单步运行、变量观察窗口、断点等调试手段可以查找出任何错误。
Code Protect 加密位, 用 ICD2 作调试工具时一定要选择为 off！
七、 选择 ICD 2 作为调试器
1．选择Debugger>Select Tool>MPLAB ICD 2。Debugger 菜单会显示可用的其它调试选项。同时，Output 窗口会打开显示连接信息。
PIC调试资料
1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说：PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰？因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时，在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别，PID的参数也必须随之变化，以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦，特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤：1．负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线，确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2．PID调试一般原则a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。
3．一般步骤a.确定比例增益P确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
b.确定积分时间常数Ti比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。
记录此时的Ti，设定PID 的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
PIC单片机C语言程序设计_10_
表6
Pic07.c 的语句或函数名称，
模拟运行 fima
从 Void main（ ）后开始
（耗时）
TRISA=Ox10 ；
2μs
PORTB= Ox40 ；
3μs
INTCON= Ox00 ；
2μs
X=0 ；
2μs
While (RA4)
2μs
Displag(x) →调用显示函数体 2μs
Unsighid int d=100……
⑷ Step Into、step over 和 Step out 命令配 合运行调试
前面讲到，用 Animate（动画运行）命令，观 察 pic07.c 程序运行，会感到运行速度较快，看不 清楚程序经过的路径。这里介绍用工具栏快捷图标 （见图 43）中的命令 Step Into、Step over 和 Step out，对程序进行模拟调试的方法，其功能见表 5。
作者 丁锦滔
就业技能
JOBSEEKERS
PIC单片机C语言程序设计（10）
(接上期)
4. C程序pic07.c的SIM软件仿真调试 在《PIC 单片机 C 语言程序设计（8）》和《PIC 单片机 C 语言程序设计（9）》中，我们已对 C 程 序 pic07.c 进行了编辑和编译，现在需要查看该程 序能否达到预期的设计目标，即能否完成 pic07.c 的 0~99 秒增量计时 LED 数码显示功能（脉冲发生 器），因此需要调试程序。 调试程序，可以使用 MPLAB ICD2 在线调试器、 MPLAB ICE2000 硬件仿真器等开发工具。对于初 学 C 语言程序，又没有上述硬件仿真调试器的读者， 最好选用 MPLAB SIM 软件模拟仿真器进行程序的 调试。 模拟仿真调试是检查程序是否正确，能否实现 预期功能的有效手段。有了它，可以实现程序的“单 步运行”、“单步越过”、设置“断点”、用软件跑表 直接测试延时函数的准确计时等等，对初学 C 语言 编程者特别有用。 PTC 单片机的 C 语言程序，是由函数、表达式 和各种运算符组成的。初学 C 语言程序时，很难清 楚看出程序是如何运行的，而利用程序的模拟仿真， 则可直观看到程序运行的整个过程。 ⑴ 模拟仿真的主要命令及功能 PIC 单片机 C 语言程序的 SIM 软件的模拟仿真， 是在 MPLAB IDE 集成开发环境（C 语言）中进行 的。操作时，只需利用 MPLAB IDE 中的有关菜单， 如 Debugger（调试）、Select Tool 等命令项，即可 完成模拟仿真操作。为了方便读者查看程序或操作， 特将模拟仿真时常用的主要命令和功能汇集起来， 如表 5 所示。 ⑵ 设置软件仿真调试状态窗口 前面已经讲到，对程序进行软件仿真的先决条 件，是在 MPLAB IDE 环境下将所编辑的源程序编 译成功后，才能对源程序进行仿真调试。对 pic07.
实验一MPLABIDE集成开发环境
实验⼀MPLABIDE集成开发环境实验⼀MPLAB IDE集成开发环境⼀、实验⽬的1．熟悉MPLAB IDE集成开发环境，学习MPLAB软件的使⽤。
2．熟悉汇编语⾔的程序结构及使⽤⽅法。
3．熟悉MPLAB IDE的调试⽅法。
⼆、实验仪器设备MPLAB IDE8.0 PC机APP009实验开发板ICD2调试器三、实验原理MPLAB 集成开发环境（IDE）是综合的编辑器、项⽬管理器和设计平台，适⽤于使⽤Microchip 的PIC系列单⽚机和数字信号控制器进⾏嵌⼊式设计的应⽤开发。
⽤户界⾯上的某些部分可能会在将来的版本中有所变化，当新的器件推出时，新的功能也会添加进来。
MPLAB IDE 是适⽤于PIC系列单⽚机和dsPIC数字信号控制器，基于Windows操作系统的集成开发环境。
MPLAB IDE 提供以下功能：（1）使⽤内置编辑器创建和编辑源代码。
（2）汇编、编译和链接源代码。
（3）通过使⽤内置模拟器观察程序流程调试可执⾏逻辑；或者使⽤MPLABICE 2000和MPLAB ICE4000 仿真器或MPLABICD 2 在线调试器实时调试可执⾏逻辑。
（4）⽤模拟器或仿真器测量时间。
（5）在观察窗⼝中查看变量。
（6）使⽤MPLAB ICD 2、PICSTART? Plus 或PRO MATE? II 器件编程器烧写固件。
（7）使⽤MPLAB IDE 丰富的在线帮助快速找出问题的答案。
四、实验内容创建项⽬与调试，MPLAB IDE的⼊门使⽤学习。
汇编语⾔的程序结构及使⽤⽅法的学习。
五、实验操作步骤1．运⾏MPLAB IDE要启动IDE，双击桌⾯上的图标，或者选择Start>Programs>Microchip MPLABIDE>MPLAB IDE。
屏幕上⾸先会显⽰MPLAB IDE 的商标图案，然后出现MPLAB IDE的主窗⼝。
为了⽣成可由⽬标PIC 单⽚机或dsPIC数字信号控制器执⾏的代码，需要将源⽂件放⼊同⼀个项⽬中，然后⽤所选择的语⾔⼯具（汇编器、编译器和链接器等）编译代码。
利用Proteus仿真PIC应用系统(蔡志明)
利用Proteus仿真PIC应用系统Caizhiming 2008.4.25第一篇开发详细步骤一、在MAPLAB IDE中的操作步骤。
（这部分内容和以前介绍的一样，只需要创建项目、保存程序、编译3个步骤，其它的步骤不需要。
）1、创建一个新文件夹D:\PICTEST2、打开MAPLAB，在主菜单点击Project\New在PICTEST目录创建项目01_LedTest（注：该名称自己取），如上图。
3、点击主菜单File\New新建一个程序，并以porgram01命名（注：该名称自己取），存放在PICTEST文件夹。
并如下图添加到项目01_LetTest中。
程序内容如下：LIST p=16F877#include "P16F877.INC"delay1 equ 22hdelay2 equ 23hORG 0banksel TRISB ;选择TRISB所在的体bcf TRISB,0 ;RB0设置为输出banksel PORTB ;选择PORTB所在的体loop bsf PORTB,0 ;RB0=1call Delay ;延时bcf PORTB,0 ;RB0=0call Delay ;延时goto loop;************************************************ ; 延时子程序Delaymovlw 0FFhmovwf delay1clrf delay2Delayloopdecfsz delay2,1goto Delayloopdecfsz delay1,1goto Delayloopreturn;************************************************END4、选择单片机型号5、点击主菜单Project\Build All。
对程序进行编译，若通过则生成一个后缀为*.HEX的文件，该文件在Proteus仿真时要装入PIC单片机中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
软件模拟器PICSIM调试及其开发
我们知道单片机开发工具，一般都包括实时在线仿真器(Emulator)和烧写器(Programmer)，其中在线仿真器是很好的工具，价格也较高。
对于一些想节省开发成本的用户，也可以用软件模拟器(Simulator)来替代实时仿真器，因为其成本一般都很低。
用软件模拟器和烧写器可组成一套低成本的开发系统，如针对Microchip著名的PIC单片机系列有PICKIT，即由软件模拟器PICSIM和烧写器PICPROG构。
(一)PIC单片机软件模拟器PICSIM功能特点
PICSIM即然称为软件模拟器，顾名思义即知它是一个纯软件，不需专门的仿真板，专门用于模拟调试PIC系列单片机的应用程序，具有如下功能特点：
1、工作平台：硬件PC机(286以上)，软件DOS3.0以上
2、通过键盘在电脑屏幕上调试应用程序，没有实时插座输出。
3、全屏幕、多窗口调试环境。
单片机的所有资源都可以显示在屏幕上，并随着程序运行动态地变化，反映出单片机的运行及资源情况。
4、高级符号调试，用户可直接对符号变量进行操作。
5、断点设置，跟踪变量设置。
6、多种运行方式：单步、有限步长、快速模拟运行等。
7、用户可在线修改程序指令。
8、用户可在线修改寄存器值。
9、看门狗模拟。
10、在线帮助，解释每个调试命令的作用和用法。
(二)PIC单片机软件模拟器PICSIM调试屏幕。