我們在編輯PIC單片機的C語言時，常常應用對源程序的模擬仿真技術，因為對程序的模擬仿真可代替部分單片機的硬件制作與調試，即使在深入學習PIC單片機C語言程序時，模擬仿真技術，也是不可缺少的。這里以程序實例演示其操作方法。

對源程序的模擬仿真可以完成下列功能：直接觀察C程序從主程序main（）開始運行的全過程；為了清楚觀察程序中各變量和寄存器的變化情況，可采用單步運行（stePINto）命令和單步越過（stepover）命令進行模擬運行調試，使觀察變量更方便；設置斷點再選擇Run（快速）命令，程序運行到斷點處會停下來，以便觀察變量功能；此外，還能定量觀察程序中的變化值，如直接觀察程序的延時量等多種功能。當然在進行程序模擬仿真時，對源程序還有些技巧性的處理，以下將分別敘述。

1．PICC與PICC18的C編譯簡介

要用C語言開發PIC單片機和模擬仿真調試程序，必須有相應的編譯器，PICC與PICC18的C編譯器是優化的PIC單片機C編譯器，它由澳大利亞HI-TECH公司研制的，該編譯器是目前性能優異的PIC系列單片機C編譯器軟件，也完全符合美國ANSIC標準。PICC是用于PIC16系列產品：PICC18可用于PIC18系列產品；這兩個編譯器均可運行在微芯公司MPLABIDE集成開發的環境下工作。

由于該C編譯器是運行在MP/ABIDE集成開發環境下的，所以要求用戶熟悉MPLABIDE集成開發環境下的使用方法。

（1）PICC與PICC18編譯器的主要特性。該編譯器是在MPLAIDE集成開發環境下，對源代碼程序的調試，可在源程序上設置斷點，而當源程序運行到斷點處會自動停止下來，、以便操作者觀察變量值和修改變量值；在集成開發環境下進行程序的單步，連續運行操作，也便于操作者觀察程序中的各個變量值；支持硬件仿真，即MPLABICE（ln-CircuitEmulator）、支持軟件仿真，即MPLABSIM（Simulator）和一些在線調試器，如MPLABICD（ln-CircuitDebugger）ICD2調試器。此外，在單個項目中允許匯編語言和C語言的混含編程。

（2）PICC與PICC18編譯器支持的變量類型。在編輯PIC單片機C程序時，定要按照PICC與PICC18的編譯器所支持的變量類型書寫程序的格式進行，這些格式如圖附表所示。

以上所述的內容，均可在以下的程序實例中得到說明。有關MPLABIDE和PICC與PICC18的軟件，均可在網站上下載獲取，再安裝在自己的電腦中，注意：電腦桌面應是XP系統的。

2．源程序的軟件仿真調試前的準備

對PIC單片機的軟件仿真調試時，應首先在MPLABIDE集成開發環境下（筆者用的是MPLABIDEv7.40版）編輯其源程序，并命名XX.C。

然后通過創建項目（project）再經PICC編譯器（在MPLABIDE環境下）對程序編譯，最后生成了目標碼.hex后，才可對源程序進行仿真調試。

將上述在C編譯成功的C程序PIC1.c直接調到MPLABIDE的桌面上（若筆者要引用PICl.e作模擬仿真調試，仍應在MPLABIDE環境下，經pice編譯器對PICl.e編譯生成.hex，才能進行仿真調試），如下圖所示（部分界面），在圖4的界面上標記有MPLABIDEV7.40和PICl.c的部分程序。

用鼠標點擊界面上的Debugger（調試），在其下拉菜單SelectTool引導下的命令MPLABSIM（軟件模擬調試），用鼠標點擊之，生成上圖的界面（部分），在其界面頂端有7個按鈕（調試快捷圖標），為了說明問題，單獨取下，如下圖所示。

按鈕各命令的特性：

（1）Run：用鼠標點擊Run按鈕，可直接運行程序，直到遇到斷點（以下將介紹）或單擊Halt（停機）按鈕為止。多數情況下不使用Run方式進行程序調試，因為這種運行方式很難觀察到程序運行中的狀態。只是在程序中設置有斷點時，方可派上用場。

（2）Halt：用鼠標點擊該Halt按鈕，可使單片機處于停機狀態。如其他各按鈕一旦工作，程序運行，只需點擊Halt按鈕，程序即刻停止運行。

（3）Animate：用鼠標點擊該按鈕，可使仿真程序慢步運行，在運行時不停地刷新寄存器的值，利用watch窗口即可觀察到寄存器的改變值（定量察看）。

（4）Step Into：用鼠標點擊該按鈕，僅執行一條代碼指令，然后停機，再點擊該按鈕，又執行一條代碼指令。

（5）Step over：用鼠標點擊該按鈕，可把調用的子程序全部執行完成，然后在下一條指令操作碼處暫停。當被調用的程序是一個延時程序時，特別有用，這與單步執行完全等效。

（6）Step out：用鼠標點擊該按鈕時，就直接跳出程序。

（7）Reset：用鼠標點擊該按鈕，程序運行復位。

上述各個仿真按鈕功能，在實際對程序仿真調試時，往往是配合使用而不是單一的使用．這將在以下仿真調試時清楚地看到。

3．源程序的軟件仿真操作

（1）定性觀察源程序PICl.e的運行過程：將已編譯成功的PICl.e源程序圖5放在電腦桌面上放大獲得完整界面之后，用鼠標點擊按鈕Animate（慢速），然后快速又用鼠標點擊圖6的按鈕Halt（停止），即可使程序快速運行到主函數處，停止運行，如下圖所示。

從界面上可看到主程序main（）的下方左邊，有一程序運行的黃色箭頭并指向程序體中的賦值語句TRISB=0x00；代表C程序的運行總是從主程序開始的。接著用鼠標點擊圖6的按鈕Step Into（單步），每點擊_次程序運行的黃色箭頭就順序向下運行一次，直到首次運行到主調顯示函數display（x）；你可不再點擊而停下來，如下圖所示。

程序首次運行到主調顯示函數display（x）；的原因是在main（）函數體內的賦值語句x=0；此時若用鼠標再點擊按鈕Step Into（單步），則程序就轉到被調函數處，將主調函數的實參0，經值傳遞到被調函數Voiddisplay（unsigned int x）的形參，然后由被調函數執行其顯示的功能，此時數碼管LED顯示為00。其顯示界面如下圖所示。

若要使程序再運行，就要將鼠標不斷點擊按鈕Step Into、直到運行到賦值語句urut_bit=X%l0；處，就不再點擊為止，如下圖所示。

要使程序再運行，換用按鈕Step over（單步越過），此時程序即可順序運行下去，如下圖所示。

由于程序運行到while（d＞0）中，而D=97，若再用鼠標點擊按鈕Stepover，也很難跳出循環，為此要讓程序跳出while（d＞0）循環，可用鼠標點擊按鈕Stepout（單步跳出），此時程序跳出循環到while（l）循環語句中的x++；處即黃色箭頭所指位置（不是第一次的display（x）處，如下圖所示。

此時程序執行X++的0+1=1，若再用鼠標點擊按鈕Step Into（單步），程序運行到下一步的if語句，即判斷X達到100否（數碼管LED顯示最大為99），如下圖所示。

若X++＜100，又用鼠標點擊按鈕Step Into（單步），則程序立刻返回到調用顯示函數處display（x）；如下圖所示。

此時仍然注意程序運行的黃色箭頭指示。

上述的源程序軟件仿真操作，均利用下圖的各按鈕進行的，實際操作時也可利用MPLAB IDE的Debugger（調試）下拉菜單，同樣有下圖按鈕對應的命令從Run-Reset，只不過使用起來很不方便吧！

（2）定量觀察源程序中變量值的變化：這里的定量觀察是指兩種定量：1）變量，如PICl.c中的數碼管LED的個位，十位的變量顯示的增薰值變化；2）程序運行時每條命令代碼所清耗的時間或程序段的清耗時間。

其操作方法如下：在操作右圖時，同時用鼠標點擊MPLAB IDE中的Debugger，在其下拉菜單中，點擊Setting，即可出現——Simulator Setting新界面，該界面用于用戶對PIC單片機時鐘頻率的設置，將界面中的20（MHz）改為實際工作頻率（筆者是4MHz），然后用鼠標點擊確定，界面消失。再用鼠標點擊Debugger，在其下拉菜單中，點擊命令Stopwatch，即出現Stopwatch界面，將該界面放在MPLAB IDE的桌面上，又用鼠標點擊MPLAB IDE中的View，在其下拉菜單中，點擊LOCals命令，則又出現Locals的新界面。這樣右圖的界面中同時又出現了上面兩種界面（包括程序菜單三種界面），如下圖所示。

此時仍按右圖的方法進行仿真操作，此時可在Stopwatch界面中觀察到程序運行一次的時間值（用鼠標每次點Zero觀察）或程序的累計值（不管Zero）；同時在Locals界面上觀察數碼管LED的個位或十位的累計值。

實際操作時，往往需對程序作技術處理，否則操作耗時太長。如將PICl.c中的d值從97改為3和將if（x==100）改為if（12），然后再進行編譯生成目標碼.hex后，再進行上述仿真調試，就很理想了。
來源；21ic