单片机的单CPU仿真器的设计
2020-04-14 15:27:20 点击：
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摘要：本文基于对8051单片机存储空间结构的深层次分析，提出了一种基于单片机的单CPU仿真器设计方案。该方案实用廉价，工程实践性强，可用于设计新的教学设备。
引言
单片机以它的廉价、体积小、可塑性强、稳定性高的特性，有着广阔的市场前景。 在用单片机开发产品时，虽然许多厂家设计了可编程ISP单片机，但是从安全与便捷方面考虑，单片机仿真器仍然是开发人员不可或缺的工具。单片机仿真器在产品开发阶段可用来替代单片机进行软硬件调试，从而迅速发现、纠正程序中的错误，大大缩短单片机开发的周期。但实际中仿真器过于昂贵，因此，设计制作出一款廉价且实用的仿真器有着广泛的市场。
传统的单片机仿真器硬件系统一般有三种实现方法。一、采用专用仿真的单片机。二、采用两套单片机，一个单片机用于仿真，并完成诸如通讯，中断等功能;另一个单片机则用于目标单片机，这样其资源不会被占用。三、用目标单片机作为仿真器，单片机即仿真器也作目标机的单片机用，其实质是一种ROM监控器。第三种方法会占用单片机的部分资源，但结构简单，对于特定的开发者来说，实用性强，性价比高，且易于自行制作。本文开发设计的仿真器正是基于第三种原理，巧妙实现了数据空间与程序空间的互换，设计出一款实用廉价的仿真器，工程实践性强。
原理及系统结构
仿真器工作时，要把程序从PC机下载到仿真器的存储器中。在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。
图1 存储空间分布