5.PIC单片机C语言程序SIM软件仿真技巧

在《PIC单片机C 语言程序设计（10）》中，我们以C 语言程序pic07.C 为例，介绍了SIM 软件仿真调试的基本手段和方法，下面介绍SIM 软件仿真的技巧，包括用跑表直接测试C 程序运行的耗时（包括秒值）、快速观察C 程序的运行路径、显示C程序中的变量值和修改程序中的错误等等。

⑴ 用跑表测试程序的延时量和秒计时值这里， 我们仍以pic07.C 为例， 介绍利用MPLAB IDE 提供的跑表（又称停表—stop watch 命令），测试C 程序中所要求的各种计时值的操作步骤。

该操作十分简单，同时也是实际程序调试中经常要用到的。

pic07.C 是一个0~99 秒的脉冲发生器程序。

其秒个位在LED显示（电路见《PIC 单片机C 语言程序设计（4）》中的图3）时，从0 到1、从1到2、？？，每隔1 秒显示数字加1，而秒值是由pic07.C 程序显示函数中的d 值（d=100）决定的。

如果用MPLAB IDE 提供的跑表测试该时间若未达到1 秒的要求，可直接改变d 值（增加或减少），来达到所规定的递增1 秒的要求。

用跑表测试pic07.C 程序中各代码功能的时间，其操作方法如下：

1） 例行操作

按照《PIC 单片机C 语言程序设计（9）》一文介绍的方法，在MPLAB IDE7.40 集成开发环境中，对源程序pic07.C 进行编译，只要编译成功（此为进行软件仿真的必要和充分条件），便可进行下面的SIM 软件仿真操作了。

点击图37（ 见《PIC 单片机C 语言程序设计（9）》） 中的pic07.C， 把该程序调到MPLABIDE7.40 的桌面上。再按照《PIC 单片机C 语言程序设计（10）》中介绍的方法，在MPLAB IDE7.40的窗口上设置软件仿真调试状态窗口，如图49 所示。

图49

注意：接下来将使用图49 中的7 个模拟调试快捷图标（Debug）。

2） 调用stop Watch（跑表）

点击图49 中的Debugger 命令， 并在弹出的下拉菜单中点击setting，即可生成图50 所示的Simulator Settings 界面。在该界面中，频率为20MHz，我们将其改成实际电路（即《PIC 单片机C 语言程序设计（4）》中的图3））所用的晶振频率4MHz，然后点击图50 中的“确定”，回到图49 所示界面。在该界面中点击“Debugger”命令，并在弹出的下拉菜单中点击“Stop watch，即可生成图51 所示的对话框。

图50

图51

3） 定量测试

下面我们来验证程序运行时，各代码运行的具体时间是否如《PIC 单片机C 语言程序设计（10）》中的表6 所示。具体操作如下：

a. 点击图49 快捷图标中的命令Animate，之后立即点击快捷图标中的Halt（停止），便会出现图52 所示界面。其中，主程序TRISA=0X10 赋值语句左边有一个绿色箭头，指向的是模拟调试时程序运行的起始语句；而语句X++ ；（自增量）左边有一个断点标志，即红色的“B”（若语句X++ ；左边无断点标志“B”，可通过双击X++ 旁的位置，来进行断点“B”的设置）。接下来，便可验证《PIC 单片机C 语言程序设计（10）》中表6 列出的程序各语句的耗时量了，其操作方法如下：

b. 图52“Stop watch”界面右下角的程序频率为4（MHz），说明设置频率是正确的。点击图52 中的命令“Zero”清0，使Zero 右边的time 为0（说明：该行最右侧显示的是执行多条语句的累积时间，此处可不管），随后点击MPLAB IDE 菜单行中的模拟调试快捷图标Step Into（单步），使程序按照《PIC 单片机C 语言程序设计（10）》表6 所列，从绿色起始箭头所指语句TRIA=0X10 ；开始，只运行一步就停下来，此时，图52 中Zero 右侧time旁显示该语句运行耗时数是2μs，与表6 所列数值完全相符，而绿色起始箭头则指向了下一条语句“PORTB=0X40”；处。

图52

接着运行语句“PORTB=0X40”；， 方法同语句“TRIA=0X10”；。即先点击Zero，清0，使Zero 右边的time 为0，再点击Step Into（ 单步），执行语句“PORTB=0X40”；，可以看到绿色起始箭头又指向了其下一条语句INTCON=0X00；，此时，图52 中Zero 右侧time 旁边给出的该语句运行耗时数是3μs，与表6 所列数值完全相符。

用同样的方法，依次执行表6 所列的语句，从而确认各语句运行的时间是否与表6 所列数值相同。

需要注意的是，在点击Step Into（ 单步） 命令运行一条语句前，必须先点击Zero，对time 清0 一次（即不观察累计时间）。

此外，运行位赋值定义语句unit_bit=X%10 ；ten_bit= X10%10 ；时，应将点击Step into 命令换成点击“Step over”命令，其余操作不变，程序又可快速单步运行。遇到delay（200）；延时语句时，也用“Step over”命令，才能顺利验证表6 中的耗时量。

4） LED 显示增量时间的测定

类似上述方法，当程序运行到display（x）；语句处时，先点击Zero（清time 的0），然后点击MPLAB IDE 模拟调试的快捷命令“Run”（全速运行），使程序从display（x）；全速运行到预先设置的断点X++ ；处，此时，图52 中time 的显示值为1.036104S（秒），说明pic07.c 程序中的d=100 值大了一点。

此时，我们可将程序中的d 值改为99（或98、97），然后在用前述增量时间测定方法对其进行运行时间测定，来找到最准确的0 ～ 99 递增为1 秒的d 值。

需要说明的是，每次修改了d 值之后，都要按照《PIC 单片机C 语言程序设计（9）》一文介绍的方法，先在MPLAB IDE7.40 集成开发环境中，对源程序pic07.C 进行编译，并确认编译成功，再按本文所述方法进行增量时间测定。