導(dǎo)語：如何才能寫好一篇仿真技術(shù)的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：Proteus仿真技術(shù)；電工電子技術(shù)；基于工作過程

中圖分類號：TP368.1

《電工與電子技術(shù)》這門課程是電類專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，而其枯燥無味的理論知識往往使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到力不從心，而針對電工電子技術(shù)這門課程內(nèi)容的特點，我們可以進行任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)，在每個任務(wù)中借助Proteus仿真技術(shù)加強理解和學(xué)習(xí)，能夠起到較好的效果。

借助于Proteus仿真技術(shù)，對《電工與電子技術(shù)》課程按照基于工作過程的體系設(shè)計原則進行學(xué)習(xí)情境設(shè)計，如表所示。如電工部分，可以設(shè)計成電阻電路、電感電路和電容電路的設(shè)計與制作三個情境，在每個情境下設(shè)計若干任務(wù)，每個任務(wù)是由簡單到復(fù)雜的，每個情境之間既相互獨立有相互遞進聯(lián)系；同時在每個任務(wù)當(dāng)中學(xué)生以任務(wù)書的指導(dǎo)下完成利用Proteus仿真技術(shù)先完成電路的仿真，從而對任務(wù)中的問題產(chǎn)生好奇，從而進一步學(xué)習(xí)知識包中的內(nèi)容，最后再將整個過程進行制作、安裝和實際調(diào)試，來進一步鞏固所學(xué)的知識。在此過程中我們可以看出Proteus仿真技術(shù)的運用，使得教學(xué)內(nèi)容變得更直觀和容易理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過Proteus軟件可以完成電路原理的繪制、結(jié)果顯示、電流流向等，而且還可以在電路圖上用箭頭顯示電流方向、用顏色顯示電流的大小等信息，簡單易學(xué)，直觀方便。以一個簡單任務(wù)為例子來說明。如在電阻并聯(lián)電路的制作與測量中，我們可以通過Proteus軟件完成許多枯燥無味的理論的學(xué)習(xí)。其一我們可以選取兩個電阻相并聯(lián)的例子來演示，先畫出電路原理圖，之后在總支路和分支路上放置電流表，讓學(xué)生觀察三個電流之間的關(guān)系，學(xué)生很快會發(fā)現(xiàn)總電流等于個分電流相加之和，這就引入的基爾霍夫電流定律的學(xué)習(xí)。如圖1（a）所示。其二當(dāng)我們想用一個電阻代替多電阻時，只要讓兩個二端電路的在同一個端電壓下產(chǎn)生相同的電流相時，二者電阻可以等效，這樣就可以發(fā)現(xiàn)電阻并聯(lián)時總電阻和各個分電阻之間的關(guān)系，如圖1（b）所示。其三我們還可以改變兩個電阻的阻值，再通過電流表觀察流經(jīng)的電流與其電阻的關(guān)系，很快就可以得到電阻并聯(lián)分流的規(guī)律，等等諸如此類的問題，可以通過軟件仿真得到形象的演示。

在模擬電路和數(shù)字電路中借助Proteus軟件演示就更為有利了，比如學(xué)生比較難理解的共射極放大電路的反相放大的問題，借助Proteus軟件的示波器可以很快觀察到輸入輸出波形的反相放大問題，而且通過改變基極電阻和集電極電阻及輸入信號等等，可以對應(yīng)觀察各種失真：飽和失真、截至失真以及雙向失真等。數(shù)字電路中的集成芯片管腳多，功能復(fù)雜，借助于Proteus軟件，熟練將各種電路連接起來，觀察現(xiàn)象，從而理解功能。如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、計數(shù)器、寄存器等集成芯片的使用，都可以運用仿真來加以學(xué)習(xí)和理解。

當(dāng)電工、模擬、數(shù)字知識學(xué)完之后，對于《電工電子技術(shù)》任務(wù)教學(xué)中的模塊電路的課程設(shè)計時，如功率放大器、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字鐘等電路設(shè)計制作時，可以先讓學(xué)生自己設(shè)計，在Proteus中演示模擬設(shè)計結(jié)果，查找問題，當(dāng)結(jié)果成熟之后再進行實際的插件、焊接或安裝、調(diào)試等，在實際中中可能遇到的一些基本錯誤可以提前避免，而重點去解決實際中的調(diào)試問題，大大提高了效率。

《電工電子技術(shù)》任務(wù)式教學(xué)方式著重強調(diào)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生主要是通過任務(wù)指導(dǎo)書自己完成任務(wù)，并思考問題、分析問題和解決問題，因此結(jié)合實際任務(wù)中提出的思考題，學(xué)生借助形象逼真、簡單易學(xué)的Proteus軟件可以很快上手，使其成為任務(wù)教學(xué)的有力工具，使學(xué)生在興趣中學(xué)到知識，為進一步扎實實際制作、安裝、調(diào)試打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]孫余凱.電子技術(shù)與技能實訓(xùn)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2]周潤景，張麗娜，劉印群.PROTEUS入門實用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

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【關(guān)鍵詞】 單片機 數(shù)字電壓表 A/D轉(zhuǎn)換器 液晶顯示屏

一、總體框圖

設(shè)計電壓表的總體框圖如圖1所示。被測電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換由模擬值變?yōu)閿?shù)字值，在單片機的邏輯控制下輸出到液晶屏上顯示出來。

圖1 電壓表總體框圖

二、電壓表硬件設(shè)計

本設(shè)計要實現(xiàn)基于單片機的LCD電壓表，計劃以51單片機為核心，以ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)模擬電壓的數(shù)字化測量及顯示。輸入電壓為直流電壓，設(shè)計電壓表的顯示位數(shù)為3?位，工作電壓為5V，最大測量值為5V，測量速率約為2.5次/秒，準(zhǔn)確度±0.1%，分辨率0.05%，顯示容量16×2個字符。

采用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器，AT89S51單片機作為控制部分，把測得的模擬電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后顯示在液晶顯示屏上。設(shè)計中用ADC0809進行8路數(shù)據(jù)的采樣。

該電壓表可測量0～5V直流電壓，通過電位器調(diào)節(jié)產(chǎn)生，顯示位數(shù)3?位，工作電壓5V。A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的電壓值進行A/D轉(zhuǎn)換后，輸出到AT89S51的P2口，再由AT89S51的P3口將電壓值送入液晶顯示器顯示出來。

三、A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計

ADC0809 START端為A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，ALE端為通道選擇地址的鎖存信號。實驗電路中將其相連，以便同時鎖存通道地址并開始A/D采樣轉(zhuǎn)換。

ADC0809是8位A/D芯片，數(shù)字量表示最大為16進制#FFH，也就是10進制的255.5V對應(yīng)的是255數(shù)字量，3V就是255×3/5。每個數(shù)字量表示的模擬量為5/255V，約0.02V，也就是說精度（最小分辨率）為0.02V。如果想提高精度，可以適當(dāng)降低基準(zhǔn)電壓。例如降為3V，精度就可以達到0.0118V，但是超過3V的就沒有辦法表示了。因此，實際電壓值應(yīng)等于測量到的數(shù)值乘以5，然后除以255。

本設(shè)計中，把AT89S51的P0.0～P0.3作為控制端，P3口作為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的接收端。

四、液晶顯示模塊程序設(shè)計

4.1 1602的初始化設(shè)置

控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過它們來訪問全部80字節(jié)RAM。

4.2 1602的初始化過程

1602的初始化過程即復(fù)位過程。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。初始化過程如下：

寫指令38H：顯示模式設(shè)置；寫指令08H：顯示關(guān)閉；寫指令01H：顯示清屏；寫指令06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置；寫指令0CH：顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置。

4.3數(shù)據(jù)采集部分

中斷方式使用EOC信號作為向AT89C51的中斷申請。在主程序中，向ADC發(fā)出首次啟動轉(zhuǎn)換信號。當(dāng)檢測到EOC的請求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并啟動下一次轉(zhuǎn)換，后繼續(xù)執(zhí)行。

五、模塊的仿真

利用C51語言設(shè)計波形產(chǎn)生程序，并采用Proteus進行模塊化仿真，仿真圖如下圖2所示。

圖2 電壓表仿真結(jié)果圖

當(dāng)改變連接在AD轉(zhuǎn)換器上的滑動變阻器時，模擬電壓源的電壓發(fā)生了變化，液晶顯示屏上的電壓也隨之改變（兩者的值基本上是一致的，準(zhǔn)確度±0.1%）。

六、結(jié)束語

數(shù)字電壓表對A/D轉(zhuǎn)換的速度要求不高，因此采用了精度、速度、價格適中的逐次逼進式A/D轉(zhuǎn)換方式。在實時性要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域中，是一種低價格，高性能的A/D轉(zhuǎn)換方法，達到了設(shè)計要求。

在本次設(shè)計中，通過使用Proteus繪制電路圖，制圖繪制流程圖，匯編語言編寫程序，程序運行完畢后，電壓表的顯示屏上就可以顯示出電壓數(shù)值來。調(diào)節(jié)電位器，顯示數(shù)值就會發(fā)生變化。

剛開始總是無法正確顯示出實際電壓值來。后來經(jīng)過調(diào)試，并根據(jù)ADC0809的轉(zhuǎn)換特性，修改了程序。再調(diào)節(jié)電位器的時候，電壓表的就可以正確顯示實際電壓值了。電壓表的最小顯示值是0V，最大顯示值是5V，這與設(shè)計目的是一致。電壓表顯示的電壓值精確到小數(shù)點后2位，精度為0.02V，一秒鐘內(nèi)大約可以測量2次電壓值。液晶顯示屏上顯示出電壓值后，斷開電源，再接通電源時，還是會出現(xiàn)電壓值，經(jīng)過實驗才發(fā)現(xiàn)，是忘了擦除實驗板上的程序而引起的，每次擦除程序后，再復(fù)位就可以清屏了。

張玲麗，1980，女，漢族，碩士研究生，講師，主要研究方向：通信技術(shù)

電話18071753047， QQ：46763348

湖北省武漢市洪山區(qū)珞瑜東路劍橋春天34-804

參 考 文 獻

[1]周潤景，張麗娜，劉映群.PROTEUS入門使用教程.機械工業(yè)出版社.2007

[2]馬俊，劉曉林.智能鍵盤字符輸入及LCD顯示系統(tǒng)設(shè)計.2009

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【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù)；Proteus； 靜態(tài)工作點；交越失真

1、引言

模擬電子技術(shù)課程是電子、通信、電氣相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程與實踐結(jié)合緊密，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐創(chuàng)新教育的一門重要課程，在教學(xué)中，學(xué)生普遍反映模擬電子技術(shù)這門課程難度大，掌握困難，學(xué)習(xí)起來很吃力。究其原因有多方面的，其中一下幾點尤為主要：第一，該課程涉及面廣、概念多，模型多，內(nèi)容雜、課程中無清晰的脈絡(luò)主線，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中很難從系統(tǒng)的思想把握每個單元知識；第二，該課程理論與工程實踐聯(lián)系緊密，有很多工程近似計算和經(jīng)驗性內(nèi)容，如二極管模型，理想模型、恒壓降模型、折現(xiàn)模型，三極管小信號模型等，這些近似對與初學(xué)者來說很難把握在什么情況下使用何種模型，往往還容易用錯模型；第三，課程理論教學(xué)和實驗教學(xué)學(xué)時少，如果學(xué)生的理論知識不夠扎實，勢必會影響到實驗效果，實驗做不好也會影響理論掌握；第四，模擬電子技術(shù)研究的是具體分立原件，是集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，理論復(fù)雜，現(xiàn)在教材內(nèi)容刪減多，很多問題沒有交代清楚，內(nèi)容銜接不連貫，僅僅拿來結(jié)論直接應(yīng)用，學(xué)生難以融會貫通；第五，模擬電子技術(shù)實驗調(diào)試?yán)щy，針對學(xué)生人數(shù)多，指導(dǎo)老師很難照顧到每一個學(xué)生，實驗多是非線性，前后級關(guān)聯(lián)性強等特點，學(xué)生很難在短時間內(nèi)掌握，從而使實驗效果不理想。

2、Proteus相關(guān)設(shè)計實例

本文從EDA輔助教學(xué)出發(fā)，討論如何利用EDA技術(shù)提高模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)的效果。通過Proteus軟件構(gòu)建一些形象、直觀的電子電路，演示仿真實例，“虛實”結(jié)合，讓學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)，對理論知識建立一個直觀、初步的印象，看到有關(guān)知識點的仿真，這樣能使得學(xué)生在很短的時間內(nèi)掌握理論知識，同事激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，實踐動手能力等。

2.1射極跟隨器的演示

三極管放大電路有三種基本組態(tài)方式，即共發(fā)射極、共集電極、共基極。這里以共集電極即射極跟隨器為例，經(jīng)過學(xué)習(xí)知道，射極跟隨器的發(fā)射極輸出電壓與輸入電壓相位相同，電壓大小基本等于輸入電壓，略小于輸入電壓。故而稱為跟隨器。在Proteus中建立輸入文件，設(shè)計電路，選取器件，連接電路。運行仿真即可看到相應(yīng)波形如圖1。通過波形可以很直觀的理解電壓跟隨器，激發(fā)學(xué)生探索建立共射極，和共基極的電路模型并進行仿真分析，從而更好的理解放大電路三種基本組態(tài)方式。

2.2運算放大器演示

集成運算放大器是模擬集成電路中應(yīng)用極為廣泛的一種器件，它不僅可以用于信號的運算、處理、變換、還可以用于開關(guān)電路中。運算放大器作為基本的電子器件，很容易用來設(shè)計各種應(yīng)用電路。因此對運放的掌握尤為重要。這里以反向放大電路為例，建立仿真文件，觀察輸出波形如圖2。通過輸出波形可以很直觀看出，經(jīng)過運放LM324使輸入波形反向得到放大，激發(fā)學(xué)生探索建立同向運算放大電路，積分、微分運算放大路電路模型并進行仿真分析，從而更好的各種類型的運放電路。

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【關(guān)鍵詞】計算機；仿真技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

1計算機仿真技術(shù)簡介

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費開支。

2計算機仿真技術(shù)原理

通常情況下，計算機不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M行認(rèn)知，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來反映事物的本質(zhì)特點。通過數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計算機算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關(guān)鍵，再進行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設(shè)置好的模型進行模擬，獲得仿真結(jié)果。對仿真實驗的結(jié)果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

3計算機仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應(yīng)用。

3.1交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進而對某一路段的交通安全情況進行評價。計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對某路段進行交通安全評價時，傳統(tǒng)的絕對數(shù)和事故率方法可以進行評價，還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進行評價。

3.2制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國家的第二產(chǎn)業(yè)，對各行各業(yè)影響深遠(yuǎn)，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對實驗過程進行模擬。

3.3教育領(lǐng)域

使用計算機進行模擬仿真分析已經(jīng)成為當(dāng)前重要的研究方法，在教學(xué)模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計算機模擬實驗?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實驗設(shè)計思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關(guān)理論的理解，提高實驗水平。

3.4計算機仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計算機不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進行模擬，從而降低戰(zhàn)機、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進行軍事武器研發(fā)時，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計算機仿真在消防中的應(yīng)用，可以對現(xiàn)場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬，從而提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計科學(xué)性。

4計算機仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1計算機仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現(xiàn)信息共享，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復(fù)開發(fā)，減少科研經(jīng)費。虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計算機仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，使用計算機完成對產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計算機仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學(xué)科發(fā)展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進行仿真實驗，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進一步促進了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼?、分布式仿真、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1面向?qū)ο蠓抡娼０l(fā)揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認(rèn)知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進步。面向?qū)ο蟮姆抡娼?，可以最大程度提高系統(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3智能仿真在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4其他仿真一些仿真可以實現(xiàn)高度的可視化，對仿真過程進行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進行分析，易于理解。動畫仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強。

5結(jié)語

計算機仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問題。計算機仿真經(jīng)歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態(tài)顯示仿真過程，并可實現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將更加廣泛。在不遠(yuǎn)的將來，計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會發(fā)揮更大的作用，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

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[2]周杰.檔案高仿真復(fù)制技術(shù)——檔案館應(yīng)用傳統(tǒng)手工復(fù)制和計算機高仿真技術(shù)的研究[J].檔案學(xué)研究,2013(05):54-57.

[3]胡媛,吳正一,胡小峰,戴星.計算機仿真技術(shù)在優(yōu)化就醫(yī)序列中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)院管理,2013(06):33-35.

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關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；服裝工藝；教學(xué)與學(xué)習(xí)；應(yīng)用與實踐

尖端計算機技術(shù)的高度發(fā)展為虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)和形成依據(jù)。這使得服裝工藝教學(xué)產(chǎn)生了新的思路和成果。虛擬仿真技術(shù)作為一種媒體交互技術(shù)，通過發(fā)揮它自身獨有的特點（如交互性強、模擬真實、選擇多樣、使用靈活等），讓服裝工藝教學(xué)能夠在虛擬環(huán)境中將服裝設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的實踐環(huán)境和實踐過程以直觀的方式傳達給學(xué)生。由此，學(xué)生能夠清晰而深刻地發(fā)現(xiàn)實物處理中會出現(xiàn)的種種問題和需要注意的各種細(xì)節(jié)。讓學(xué)生達到對專業(yè)技能應(yīng)用性更深刻的理解，便于學(xué)生充分掌握教學(xué)知識，對所使用的專業(yè)技術(shù)理解更加完善，以此來高效而深層次地達到服裝工藝教學(xué)的目的。本文將從虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的特征和其在服裝工藝教學(xué)中的應(yīng)用這兩個方面來展開探索和討論。

1虛擬仿真技術(shù)在服裝教學(xué)中的應(yīng)用特點

虛擬仿真技術(shù)在應(yīng)用于服裝教學(xué)過程中，通過配置虛擬的實踐環(huán)境，調(diào)配虛擬的實踐器材，有著降低教學(xué)資金投入、簡化教師描述現(xiàn)象、便于學(xué)生直觀理解生產(chǎn)流程及掌握專業(yè)知識等特點。具體應(yīng)由如下三個方面來進行考慮和討論：第一，服裝工藝教學(xué)最終要為服裝市場服務(wù)，因此不能單獨思考，要同時結(jié)合與服裝生產(chǎn)企業(yè)，以此來確保服裝工藝教學(xué)時，為達到其教學(xué)目的所需要的實用性和實踐性。第二，服裝工藝的教學(xué)不僅要讓學(xué)生在實踐過程中明確和掌握對服裝生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及其解決方法，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，所以需要做到將服裝工藝教學(xué)與服裝企業(yè)產(chǎn)品的模擬生產(chǎn)有機結(jié)合。第三，通過仿真虛擬技術(shù)來建立完善且合理的教學(xué)體系，讓服裝工藝教學(xué)的過程被擴充和豐富，同時注重學(xué)生的思維和獨立性，達到因材施教。接下來筆者將具體描述虛擬仿真技術(shù)在服裝教學(xué)中的三個應(yīng)用特點。

（1）仿真的教學(xué)情景。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，對服裝企業(yè)的生產(chǎn)場景進行一個虛擬化的演示，并同時建立出仿真的服裝生產(chǎn)場景，是學(xué)生能夠親眼體驗到實踐情景的保證。在這種虛擬的實踐場景中，學(xué)生能感受真實生產(chǎn)中的氛圍和環(huán)境，并考慮操作步驟和會產(chǎn)生的問題。這種模擬能夠激發(fā)學(xué)生的動手動腦能力，這便是虛擬仿真技術(shù)的第一個特點――教學(xué)情景仿真性。

（2）形象的教學(xué)方式。虛擬仿真技術(shù)的第二個特色是具有教學(xué)方式形象性。在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)時，會有一個直觀而立體的影像展示在學(xué)生面前，這個虛擬的影像包含了服裝企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)流程。這種通過眼鏡直接接受的信息，比起傳統(tǒng)的書面或課件傳授，會讓服裝工藝的教學(xué)更利于學(xué)生接受，加強學(xué)生對服裝工藝專業(yè)知識技能的理解與掌握。

（3）實用的教學(xué)內(nèi)容。服裝工藝學(xué)科作為一門技術(shù)性和實踐性都非常強的學(xué)科，對學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)的能力要求很高。通過虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的仿真實踐平臺，能夠讓學(xué)生在虛擬實踐中對其過程和處理有實感的體驗。這無疑在很大程度上降低了學(xué)生和教學(xué)者展示實踐，進行實踐和理解實踐的硬件難度。因此，虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中第三個特點便是教學(xué)內(nèi)容使用性。這種特性充分地體現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的重要意義，它不僅提高了服裝工藝教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量與效率，更為社會培養(yǎng)了許多現(xiàn)代化的、高質(zhì)量的生產(chǎn)技術(shù)型人才。

2服裝工藝教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

為了將虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的上述三個特點發(fā)揮出來，需要創(chuàng)設(shè)合理的虛擬仿真平臺來與之配合。其中，又需要劃分成仿真軟件平臺和仿真硬件平臺這兩個子平臺。

（1）虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)軟件平臺上的應(yīng)用。仿真軟件平臺的創(chuàng)建有助于實現(xiàn)服裝工藝虛擬仿真教學(xué)。它在虛擬仿真教學(xué)的直觀表現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息交互和數(shù)字化表現(xiàn)等方面都起著主導(dǎo)地位。仿真軟件平臺在協(xié)作性上的教學(xué)形式和教學(xué)情景的虛擬表達以及教學(xué)內(nèi)容的仿真?zhèn)鬟f都至關(guān)重要，沒有仿真軟件平臺的搭建很難講虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于服裝工藝的教學(xué)中。而將服裝企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)作為主要內(nèi)容，通過建立仿真模型，并創(chuàng)造一個虛擬的仿真環(huán)境來表現(xiàn)給服裝工藝教學(xué)就是仿真軟件平臺的本質(zhì)。它在外部配合仿真操作界面搭建了一個虛擬的仿真實踐環(huán)境，而在內(nèi)部則是對生產(chǎn)技術(shù)實踐模式進行了一段仿真演示。要構(gòu)建仿真軟件平臺，首先要對服裝工藝虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)軟件有一個明確的理解，在此之上進行設(shè)計與開發(fā)。當(dāng)服裝工藝虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)軟件完成后，還需要根據(jù)課程和教學(xué)目的來進行一個服裝工藝虛擬仿真課件的設(shè)計與制作。服裝工藝虛擬仿真課件的制作需要將學(xué)生的專業(yè)實踐作為參考依據(jù)，最終通過虛擬仿真技術(shù)，實現(xiàn)一個虛擬的服裝企業(yè)生產(chǎn)流程，讓學(xué)生能夠獲取一個逼真的生產(chǎn)場景，并且實現(xiàn)生產(chǎn)操作的仿真。使學(xué)生能夠在服裝工藝教學(xué)中處于一個虛擬的教學(xué)場所中，身歷其境地以一位企業(yè)服裝工作者的身份感受虛擬仿真操作。在虛擬化的工作中完成服裝企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)，這時學(xué)生可以更加清晰地了解實際生產(chǎn)過程，充分掌握生產(chǎn)知識。

（2）虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)硬件平臺上的應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生對專業(yè)技能進行學(xué)習(xí)研究和實踐時，則需要搭建仿真硬件平臺來為學(xué)生構(gòu)筑一個工作場所，并且配備相應(yīng)的工具。換言之，仿真硬件平臺是虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中硬件設(shè)施的基礎(chǔ)。而服裝工藝教學(xué)應(yīng)用到虛擬仿真技術(shù)時，仿真硬件平臺所提供的場所和工具的完善程度，將承載著服裝工藝教學(xué)的質(zhì)量與效率。仿真硬件平臺的特點有如下兩個：第一，對企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境進行仿真。第二，對企業(yè)的實際生產(chǎn)過程進行虛擬表現(xiàn)。構(gòu)建一個完善的服裝工藝虛擬仿真硬件平臺，其實踐的設(shè)置和實訓(xùn)室的布置為重點關(guān)注的對象。服裝企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)過程需要的特點，應(yīng)在設(shè)施實踐中充分體現(xiàn)出來。無論是器械還是設(shè)備的配比，都可根據(jù)服裝企業(yè)生產(chǎn)車間的標(biāo)準(zhǔn)來進行相應(yīng)的配比和模擬。當(dāng)然，如果條件允許，在仿真硬件平臺中配置一些并沒有被現(xiàn)代服裝企業(yè)所廣泛使用的高端先進生產(chǎn)設(shè)備也是可以的，這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠幫助培養(yǎng)學(xué)生在服裝工藝上的創(chuàng)新意識。仿真硬件平臺的配置應(yīng)當(dāng)盡可能與現(xiàn)代服裝企業(yè)相似，為學(xué)生創(chuàng)造仿真度高的生產(chǎn)格局，達到一個虛擬實踐需求的實踐氛圍和環(huán)境，并通過這種方式來匹配學(xué)生在實際的服裝工藝實踐時基本的硬件需求。

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關(guān)鍵詞：仿真；化工教育；應(yīng)用

1 工仿真技術(shù)的意義與現(xiàn)狀

化工仿真系統(tǒng)指的是運動計算機技術(shù)模擬化工生產(chǎn)的過程和裝置，并對其進行分散系統(tǒng)控制。其工作原理是利用計算機強大的運算能力，建立化工生產(chǎn)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，再現(xiàn)其真實的變化過程。分散控制系統(tǒng)即Distributed Control System，它是一種利用微型計算機或微處理技術(shù)來實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的集中管理和分散控制的系統(tǒng)。

國外已經(jīng)將化工仿真系統(tǒng)廣泛投入到實際的生產(chǎn)應(yīng)用之中，許多新的生產(chǎn)工藝和設(shè)備制造方法都由仿真技術(shù)進行模擬，以便對該工藝與設(shè)備投入實際生產(chǎn)的可行性進行分析論證，許多化工生產(chǎn)人員在上崗之前也必須經(jīng)過仿真培訓(xùn)來提高其實際操作能力。受其影響，我國許多大型企業(yè)也逐漸開始將計算機仿真技術(shù)引入到平時的生產(chǎn)和對員工的培訓(xùn)過程中。

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展正變得越來越大型化和復(fù)雜化，其連續(xù)化、集成化和自動化的特點使其對工人素質(zhì)的要求越來越高。在如今這個要求工業(yè)生產(chǎn)更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)、能源消耗更低、污染更低、生產(chǎn)過程更加安全的前提下，傳統(tǒng)的“師傅帶徒弟”的員工培訓(xùn)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)進步的要求了，我們需要的是一種更科學(xué)、更全面、更有效的培訓(xùn)與教學(xué)方式，于是計算機仿真技術(shù)因運而生。計算機仿真技術(shù)就是利用計算機來模擬實際中的生產(chǎn)過程，它不需要投入原料、零風(fēng)險、不會產(chǎn)生多余的時間浪費，大大提升了學(xué)生和員工的實際操作能力，在提高培訓(xùn)質(zhì)量的同時縮短了培訓(xùn)時間、降低了培訓(xùn)費用，對我國化工職業(yè)教育的發(fā)展具有重要的意義。

2 仿真技術(shù)的優(yōu)越性

2.1 實用性強

化工仿真技術(shù)可以通過模擬一個與實際情況近乎相同的環(huán)境，來讓使用者更直觀、更生動的感受產(chǎn)品制作的工藝流程，更仔細(xì)的觀察儀器設(shè)備的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和操作方法，具有短時間內(nèi)使學(xué)生細(xì)致了解化工生產(chǎn)過程中，單元操作的方法和技巧的特點。

化工生產(chǎn)常常伴隨著許多危險，加之其設(shè)備昂貴、試驗投入的經(jīng)費較高，學(xué)生往往很難獲得實踐操作的訓(xùn)練機會。計算機化工仿真技術(shù)則完美的解決了這個問題。學(xué)生可以利用仿真系統(tǒng)反復(fù)的進行操作訓(xùn)練，這大大增加了學(xué)生對設(shè)備和工藝流程的熟練程度，當(dāng)遇到問題和故障時，學(xué)生也能冷靜應(yīng)對、妥善處理，強化了學(xué)生對理論知識的理解能力和實際操作的能力。

再者，在涉及到化工設(shè)備講解的課堂上，傳統(tǒng)的看圖紙、聽老師講解的教學(xué)方法很難讓學(xué)生對設(shè)備產(chǎn)生一個完整而全面的認(rèn)識，老師也不可能找一臺機器細(xì)致的拆分給學(xué)生看，這就導(dǎo)致理論知識脫離了實踐應(yīng)用。而化工仿真系統(tǒng)卻能通過計算機的模擬，呈現(xiàn)出一個完整而細(xì)致的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生在計算機上練習(xí)設(shè)備操作流程的時候如果出現(xiàn)錯誤，仿真系統(tǒng)也會做出相應(yīng)的提示，通過總結(jié)錯誤的產(chǎn)生原因，就能達到讓學(xué)生更深刻的理解理論知識的目的。

2.2 互動性強

傳統(tǒng)的化工教學(xué)往往是單向的，學(xué)生只能單方面的對機械進行操作，機械設(shè)備并不能給學(xué)生們提供一個反饋。但化工仿真系統(tǒng)不同，它實現(xiàn)了讓學(xué)生與實訓(xùn)對象的互動，設(shè)備會根據(jù)學(xué)生的操作產(chǎn)生不同的提示效果，這在增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力的同時，也使得學(xué)生們充分發(fā)揮了其主觀能動性，這是在真實試驗中難以實現(xiàn)的。

2.3 效率高

化工生產(chǎn)是一個緩慢的過程，有的化工原料需要一段極長的時間來產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、變化，這就使得在實際的訓(xùn)練過程中，學(xué)生們往往要花費大量的時間去觀察、等待其變化結(jié)果，因此老師也沒辦法顧及到每個學(xué)生所遇到的問題，而且這個變化過程是不可逆的，如果學(xué)生遺漏了一些重要的變化過程，只能通過二次試驗重新觀察，導(dǎo)致教學(xué)效率極其低下?；し抡婕夹g(shù)恰好解決了這個問題。在化工仿真系統(tǒng)中，學(xué)生只要操作或原料配制正確，計算機就能以最短的時間將整個化學(xué)變化的過程展現(xiàn)在學(xué)生們的面前，學(xué)生還可以根據(jù)實際需要暫停或加速這個變化過程，大大提高了試驗的質(zhì)量和效率。

2.4 安全性高

正如前文所說，化工試驗往往伴隨著極高的安全風(fēng)險，高溫、高壓、易燃、易爆、腐蝕、有毒是化工生產(chǎn)的標(biāo)志性特點。這就導(dǎo)致在實際訓(xùn)練中，為了保證學(xué)生的安全，而不得不忽略一些重要環(huán)節(jié)，使得學(xué)生不能完整的去認(rèn)識化學(xué)變化的全過程。而化工仿真模式不僅能模擬整個的實際變化情況以便學(xué)生觀察，更是毫無安全隱患，這是實踐中根本不可能達到的效果。

3 提高化工仿真技術(shù)的建議

3.1 深入發(fā)展仿真教學(xué)軟件

化工仿真技術(shù)的優(yōu)越性已在上文進行了詳細(xì)的論述，其優(yōu)點是顯而易見的，但我們不能就此止步不前。一方面，計算機都是在理想情況下進行數(shù)據(jù)模擬的，在實際操作中難免會出現(xiàn)一些特殊問題，這就需要我們在實際的工作實踐中加強觀測力度，及時的為仿真系統(tǒng)導(dǎo)入新的數(shù)據(jù)以確保其準(zhǔn)確性；另一方面，現(xiàn)行的仿真教學(xué)軟件只是一個初級的模擬程序，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新?lián)Q代，我們要不斷更新模擬程序，為學(xué)生提供一個更準(zhǔn)確，更真實的仿真系統(tǒng)。

3.2 提高仿真教學(xué)的時間

各大高校和企業(yè)應(yīng)為學(xué)生和員工提供更多的仿真教學(xué)機會，這不僅能幫助學(xué)生加深對理論知識的認(rèn)識、提高實踐動手能力，更能通過不斷的實際應(yīng)用歸納總結(jié)仿真技術(shù)中存在的缺點，以便日后建立更完善的仿真教學(xué)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

化工仿真技術(shù)為化工專業(yè)的學(xué)生和在職員工提供了一個將理論與實際相結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺，彌補了實踐教學(xué)中教學(xué)手段和特殊條件的限制。為各大高等院校引入化工仿真技術(shù)可以大大提高教學(xué)的效率，增強學(xué)生的實際動手能力，保證了我國化工職業(yè)教育的健康發(fā)展。

參考文獻

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[2]張祖鷹.仿真技術(shù)在教學(xué)實訓(xùn)中的應(yīng)用研究[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2008（4）.

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關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：計算機技術(shù) 虛擬現(xiàn)實 計算機仿真技術(shù)

一、計算機仿真發(fā)展歷史

仿真模擬方法可以追溯到1773年，法國科學(xué)家用仿真模擬的方法做物理實驗，然而，第一個用這種方法做隨機試驗的人也許是美國統(tǒng)計學(xué)家E.L De forest，那是在1876年。比較早而且著名的蒙特卡羅方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”為筆名時，使用了蒙特卡羅方法來證明他的t分步法；盡管蒙特卡羅法起源于1876年，但是直到約75年后，它才命名為蒙特卡羅法。其原因是直到數(shù)字計算機出現(xiàn)以前，這種方法在許多重要問題上不能運用。從1946年到1952年數(shù)字計算機在一些科研機構(gòu)得到發(fā)展。

與今天的計算機相比，早期的計算機預(yù)算速度慢且不能存儲任何東西?，F(xiàn)在可并行計算機已成主流。自計算機誕生以來，性能的提高，幾乎是每四五年提高100倍，每十年提高1萬倍的速度持續(xù)發(fā)展著。

二、仿真的定義和分類

1.仿真定義

計算機仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合性技術(shù)。

仿真是在數(shù)字計算機上進行實驗的數(shù)字化技術(shù)，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計算機和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗，并借助于專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對實驗結(jié)果進行分析研究，進而作出決策的一門綜合性的和試驗性的學(xué)科。

三、需求牽引 技術(shù)推動

相互推動

計算機技術(shù)作為一個獨立的研究領(lǐng)域已有多年的歷史，計算機仿真技術(shù)隨著計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，除了本身日趨成熟，并且或得了廣泛運用外，目前正面臨挑戰(zhàn)。

“需求牽引、技術(shù)推動“是促使計算機仿真技術(shù)在近年內(nèi)去得飛速發(fā)展的重要。計算機仿真的形成是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的結(jié)果。

計算機仿真技術(shù)首先可以以高效地處理科學(xué)數(shù)據(jù)和解釋科學(xué)數(shù)據(jù)。其次，計算機仿真技術(shù)豐富了信息交流手段。

計算機仿真技術(shù)的形成推動工業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)競爭能力的需要。

四、仿真軟件

仿真軟件的應(yīng)用和定義

仿真建模軟件系統(tǒng)，是為科研人員進行仿真實驗提供支持的系統(tǒng)。如果在計算機上進行仿真實驗必做一場軍事演習(xí)，那么科研人員就是這場軍事演習(xí)的指揮官，仿真建模系統(tǒng)則為這場演習(xí)提供場地和手段。他能為指揮官加工信息、預(yù)計結(jié)果和進行輔助決策。其用途非常廣泛，經(jīng)濟價值極高。仿真軟件是一項面向仿真用途的專用軟件，他的特點是面向用戶、面向問題。仿真軟件一般是由模型和描述語言、翻譯程序、使用程序、算法庫、函數(shù)庫、模型庫、運行控制程序等組成。應(yīng)具有建模、運行控制、結(jié)果處理以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫等組成。

五、計算機仿真的基本理論

計算機仿真是由系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計算機技術(shù)相結(jié)合的新型學(xué)科。

計算機仿真是一種科學(xué)方法，科學(xué)研究通常有三種途徑：理論推導(dǎo)、科學(xué)實驗和仿真模擬。

計算機與數(shù)學(xué)學(xué)科的相互作用促進了進算計技術(shù)的發(fā)展。在本質(zhì)上數(shù)學(xué)是計算機的靈魂。

在計算機仿真技術(shù)中引入人工智能技術(shù)，能夠優(yōu)化系統(tǒng)，做到有優(yōu)化機制自動修改系統(tǒng)參數(shù)，并啟動仿真模塊，最終獲得最優(yōu)解，但在離散事件系統(tǒng)仿真重這種機制還處于研究階段。

新技術(shù)的研究開發(fā)、利用，大大提高計算機的仿真軟件的功能與性能，解決計算機仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。隨著以智能化、集成化、自動化、并行化、開放化以及自然化、為標(biāo)志的計算機仿真軟件新技術(shù)的深入研究、開發(fā)、利用，不僅是仿真軟件的功能與性能迅速提高，而且有可能從根本上解決仿真軟件生產(chǎn)率低下的問題。結(jié)合軟件工程實踐，探討軟件理論，有可能從理論弄清楚軟件開發(fā)的復(fù)雜度，進而采取有效的測試進行控制，從理論與實踐兩方面解決計算機仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。

六、計算機仿真技術(shù)的支撐技術(shù)

計算機仿真技術(shù)的支撐技術(shù)主要有分布式計算機仿真技術(shù)、協(xié)同式計算機仿真技術(shù)、沉浸式計算機仿真技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境計算機仿真技術(shù)。

計算機仿真技術(shù)分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應(yīng)用分布式計算環(huán)境進行并行計算，以達到實時顯示目的的重要手段，分布式計算平臺有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機機群系統(tǒng)。

來自不同地區(qū)、不同學(xué)科的學(xué)者過去式通過出差或開會等方式進行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡(luò)投入使用，采用多媒體技術(shù)支持下是、的CSCW技術(shù)可以達到快捷、高效協(xié)同工作的目的。

計算機仿真技術(shù)采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設(shè)備，標(biāo)志著這兩個研究方向融合的發(fā)展趨勢。由于沉浸式顯示設(shè)備能使用戶獲得臨場感，更有利于用戶獲得對數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。

七、仿真系統(tǒng)的作用和意義

隨著軍事和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領(lǐng)域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運載工具研制必不可少的手段。在研制、堅定、和定形全過程必須全面的應(yīng)用先進的仿真技術(shù)。否則，任何新型的、先進的飛行器和運載工具的研制都將是不可能的。

計算機仿真技術(shù)在軍事的應(yīng)用是很廣泛的，如運用交戰(zhàn)模型進行的計算機仿真，新型武器裝備發(fā)展過程中的仿真、部隊作戰(zhàn)訓(xùn)練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學(xué)術(shù)研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭計劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；液壓挖掘機；聯(lián)合仿真

液壓挖掘機是一種功能典型、工況復(fù)雜、用途非常廣泛的工程機械，特別是在中國這樣一個發(fā)展中國家，幾乎在所有的基礎(chǔ)建設(shè)中都要用到挖掘機。節(jié)能型挖掘機就成為發(fā)展的方向和趨勢，利用計算機仿真技術(shù)進行液壓挖掘機的設(shè)計開發(fā)成為目前主要的先進設(shè)計手段之一。

1　計算機仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景

1.1傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷

傳統(tǒng)批量產(chǎn)品的開發(fā)過程通過單件產(chǎn)品的模型試驗來獲取信息，然后再制造物理樣機來核查設(shè)計要求是否達到。要加快設(shè)計周期，滿足市場需求，可以采用“并行設(shè)計”的思想，但是產(chǎn)品有實質(zhì)性變化時設(shè)計需要反復(fù)試驗和修正，影響了并行設(shè)計的效果。要有效地加快設(shè)計進程，最合理的方法是加快樣機的試制。由于物理樣機的試驗和改進延長了設(shè)計周期，多個樣機的制造更導(dǎo)致成本高昂，可見傳統(tǒng)的基于物理樣機的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計模式有待改進。

1.2市場競爭的需要

隨著世界經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)為了提高競爭力，必須縮短新產(chǎn)品研制和開發(fā)，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，進行創(chuàng)新性設(shè)計.計算機仿真技術(shù)就是在這種迫切需要的驅(qū)動下產(chǎn)生的。

1.3仿真技術(shù)實現(xiàn)的可能性

計算機軟硬件的發(fā)展，為計算機仿真技術(shù)的實現(xiàn)提供了良好的支持和技術(shù)環(huán)境。仿真技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展與CAD技術(shù)的成熟及大規(guī)模推廣應(yīng)用分不開。此外，機械系統(tǒng)動力學(xué)建模理論的計算機實現(xiàn)使得參數(shù)化機械系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)“軟模型”得以很好實現(xiàn)。計算機硬件的發(fā)展，加上數(shù)值算法的進步，加快了復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型仿真運算速度，促進了計算機可視化技術(shù)及動畫顯示技術(shù)的提高，為虛擬樣機技術(shù)提供了良好的用戶交互界面。

2　計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

雖然現(xiàn)有的仿真工具可以有效輔助產(chǎn)品某個功能單元的設(shè)計開發(fā)，但隨著產(chǎn)品規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷增長，分系統(tǒng)問的關(guān)系也越來越復(fù)雜。僅靠傳統(tǒng)的單領(lǐng)域仿真已經(jīng)很難滿足對整個產(chǎn)品或其某個復(fù)雜子系統(tǒng)的功能和行為分析。目前，有不少商用仿真軟件本身里邊有好多模塊，它既可以對一個產(chǎn)品進行聯(lián)合仿真，同時也提供了與其他仿真軟件之間的接口。通過這些接口，實現(xiàn)多領(lǐng)域建模，并提供聯(lián)合仿真運行功能。

3　聯(lián)合仿真技術(shù)的特點

傳統(tǒng)的設(shè)計思想是串行的過程，從設(shè)計到產(chǎn)品的批量生產(chǎn)按照從前至后的順序進行。在整個過程中各個小組往往把注意力集中在各自的細(xì)節(jié)上而忽略了整機性能，最終產(chǎn)品集成后存在沖突缺陷。

聯(lián)合仿真技術(shù)采用數(shù)字仿真的形式進行虛擬產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，仿真模型的參數(shù)就是物理樣機的設(shè)計參數(shù)，虛擬樣機因為參數(shù)修改方便，相比物理樣機而言是“軟模型”，能輕易地實現(xiàn)原型的多樣化，柔性好。無需制造實物樣機就可預(yù)測產(chǎn)品的性能.節(jié)省了物理樣機制造時間，降低了開發(fā)成本，減少了風(fēng)險。

4　仿真技術(shù)與液壓挖掘機開發(fā)

4.1復(fù)雜產(chǎn)品仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀

復(fù)雜產(chǎn)品通常涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，其每個子系統(tǒng)都可能是由各學(xué)科領(lǐng)域的零部件組成。眾多的子系統(tǒng)相互作用，組成一個有機的整體，展示出產(chǎn)品的外觀和功能。

仿真通過對所要研究系統(tǒng)模型的開發(fā)，幫助人們了解系統(tǒng)的行為，使人們在產(chǎn)品設(shè)計階段即可對產(chǎn)品行為進行全面的分析，并有可能根據(jù)產(chǎn)品行為進行優(yōu)化設(shè)計。復(fù)雜產(chǎn)品由于自身的復(fù)雜性，開發(fā)難度大、時間長、成本高，因此要求將仿真應(yīng)用于其設(shè)計中，使企業(yè)能以更短的時間、更好的質(zhì)量、更低的成本推出自己的產(chǎn)品。在過去的10—20年內(nèi)，隨著計算機軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)已在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中得到大量應(yīng)用。

4.1.1系統(tǒng)動力學(xué)仿真現(xiàn)狀

虛擬樣機是一種新型的設(shè)計、開發(fā)和評估手段，其在工程中的應(yīng)用是通過商業(yè)化軟件實現(xiàn)的。由于系統(tǒng)仿真技術(shù)能夠滿足真實產(chǎn)品設(shè)計要求，通過建立機械系統(tǒng)的虛擬樣機。使得在物理樣機建造前便可分析出它們的工作性能，因而其日益受到國內(nèi)外機械領(lǐng)域的重視。目前，國際上有20多家公司在這個日益增長的市場上競爭，比較有影響的有美國MSC.Soflware公司的ADAMS、比利時LMS公司的DADS等。

4.1.2液壓控制系統(tǒng)仿真現(xiàn)狀

從20世紀(jì)70年代初開始，國外開始進行液壓系統(tǒng)和元件的計算機數(shù)字仿真研究，經(jīng)過幾十年的研究開發(fā)，液壓仿真軟什的性能實現(xiàn)了從原先的精度低、速度慢，發(fā)展到精度高、速度快：從只能處理線性系統(tǒng)發(fā)展到能處理非線性系統(tǒng)；從復(fù)雜的編程和輸入發(fā)展到交互友好的圖形用戶界面等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展，近幾年來，各款老牌的液壓仿真軟件公司紛紛推出了面目一新的版本，例如，英國的Bathfp、瑞典的Hopsan等。

4.1.3聯(lián)合仿真現(xiàn)狀

目前。人們已經(jīng)開始將機械、控制、電子和軟件等多領(lǐng)域的聯(lián)合仿真應(yīng)用于汽車、鐵路車輛、作戰(zhàn)系統(tǒng)等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計中，例如：福特公司將整車多體動力學(xué)仿真和汽車姿態(tài)控制系統(tǒng)仿真集成，通過機械、控制的多領(lǐng)域聯(lián)合仿真，使機械設(shè)計人員和控制系統(tǒng)設(shè)計人員能夠更好地進行通信和協(xié)同工作，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)時間。

雖然聯(lián)合仿真已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但目前的應(yīng)用還存在諸多局限，主要體現(xiàn)在：通常只能做到機械、控制和液壓等少數(shù)領(lǐng)域的聯(lián)合仿真。通常只能局限于單臺計算機上集中進行，分布式協(xié)同建模和分布式仿真運行幾乎不可能。

4.2仿真技術(shù)在液壓挖掘機領(lǐng)域的應(yīng)用

4.2.1國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)液壓挖掘機行業(yè)近年來雖有很大發(fā)展，但與國外挖掘機行業(yè)發(fā)達國家相比仍存在許多不足，設(shè)計水平與發(fā)達國家相比有較大的差距。國內(nèi)眾多的研究人員和單位對液壓挖掘機工作裝置設(shè)計進行了不少研究，開發(fā)了設(shè)計軟件，他們的研究基本上局限于某些問題的解決，關(guān)于工作裝置設(shè)計參數(shù)分析和在CAD上其自動設(shè)計的綜合研究文獻還沒有。因此，開發(fā)出的軟件缺少通用性，不能用于挖掘機一些通用問題的解決，對液壓挖掘機進行分析的大型通用軟件目前市場上還很少。

4.2.2國外應(yīng)用現(xiàn)狀

仿真技術(shù)在國外工程機械的很多方面都得到應(yīng)用，如車輛懸架設(shè)計、發(fā)動機設(shè)計和沖擊特性預(yù)測、駕駛員行為特性仿真、挖掘功率預(yù)測及工作效率預(yù)測等多方面都成功地應(yīng)用了仿真技術(shù)。

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（西安外事學(xué)院工學(xué)院，陜西 西安 710000）

【摘要】現(xiàn)在單片機（Single-Chip Microcomputer）因其技術(shù)慢慢成熟，逐漸成為計算機發(fā)展和應(yīng)用中不可缺少的重要方面，單片機（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的開發(fā)與運用徹底改變了傳統(tǒng)的固有思路。本文選取電子琴系統(tǒng)作為例子來介紹仿真技術(shù)在單片機開發(fā)中的運用，并以單片機MCS-51和AT89S51軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）的仿真技術(shù)來對整個系統(tǒng)進行模擬效仿,主要目的是為了突出單片機的普及程度,然后進一步對單片機（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的運用和發(fā)展起到促進的作用。

關(guān)鍵詞 仿真技術(shù)；單片機；應(yīng)用

0　概述

單片機（Single-Chip Microcomputer）操作起來方便快捷，而且單片機能夠很準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進行處理，可謂是速度快、效率高，正因為這樣，單片機（Single-Chip Microcomputer）被廣泛應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，可以稱的上是計算機的左膀右臂，更是其不可缺少的重要分支。往后，單片機（Single-Chip Microcomputer）內(nèi)的RAM、ROM存儲容量越來越大，編程也會越來越方便，輸入/輸出端口會變得更多功能化，工作溫度范圍更廣、可靠性更高、抗干擾能力更強、內(nèi)部資源會變得更為豐富。

與此同時，電子設(shè)計自動化(EDA)以計算機的硬件和軟件為基本的工作平臺因為集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)發(fā)展成為可以獨當(dāng)一面，甚至可以是作為替代品來完成電子系統(tǒng)設(shè)計的重要工具。其中FPGA是一種新興的可編程邏輯器件(PLD),與其它可編程邏輯器件(PLD)相比,具有更高的密度、更快的工作速度和更大的編程靈活性，F(xiàn)PGA是一種新興的可編程邏輯器件可以取代現(xiàn)有的全部微機接口芯片實現(xiàn)微機系統(tǒng)中的存儲器、地址譯碼等多種功能具有更高的密度、更快的工作速度和更大的編程靈活性被廣泛應(yīng)用于各種電子類產(chǎn)品中[1]。單片機（Single-Chip Microcomputer）的優(yōu)點良多，如果一定要舉例說明，那首先提到的一定是它物超所值并且操作起來簡單靈活、數(shù)據(jù)處理的能力極為突出……而FPGA的高速規(guī)范等特點能使這兩個設(shè)備相互結(jié)合，以后的發(fā)展前景無限。

（1）單片機的含義

單片機（Single-Chip Microcomputer）又稱微控制器，誕生于1971年（由intel公司研制），是一種由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成的集成電路，優(yōu)點在于可靠性高、體積小、擴展靈活、應(yīng)用軟件配套并且能耗小、價格低等。單片機的發(fā)展分為早期、中期、當(dāng)前三個主要階段，經(jīng)歷了由Single Chip Microcomputer到Micro Controller Unit再到System on Chip的升級階段，單片機的發(fā)明對于電子信息技術(shù)而言是向前踏進了一大步。

第一階段是初級單片機形成的階段，該階段的特點是存儲器容量較小，尋址范圍<4K,沒有串行接口，指令系統(tǒng)功能弱。

第二階段是高性能單片機階段，該階段的特點是結(jié)構(gòu)體系較第一階段而言更加完善且性能大大提高，面向控制的特點更是進一步突出（其中，MCS-51為單片機中的經(jīng)典款）。

第三階段是微控制器化階段，該階段的特點是片內(nèi)面向測控系統(tǒng)外圍電路增強，使單片機（Single-Chip Microcomputer）可以在復(fù)雜的自動測控系統(tǒng)和設(shè)備中方便靈活地運用。

（2）單片機的應(yīng)用

單片機（Single-Chip Microcomputer）因為什么原故而被器重，進而可以被廣泛的應(yīng)用呢？其實究其主要原因該是因為單片機（Single-Chip Microcomputer）能被更輕松地應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)之中。單片機（Single-Chip Microcomputer）數(shù)量眾多（遠(yuǎn)超過PC機和其他計算的總和），甚至在數(shù)量上從某種意義而言竟然比人類的總和還多，可見其數(shù)量之多！單片機（Single-Chip Microcomputer）的家族隨著科學(xué)的發(fā)展慢慢壯大起來，如今，幾乎所有能接觸到的電子產(chǎn)品（如手機、電話、計算器）中都少不了集成有單片機（Single-Chip Microcomputer）的存在，機電一體化產(chǎn)品（如B超、打印機、復(fù)印機等）中也有它，實時工業(yè)控制（如溫度控制、生產(chǎn)線控制等）中也有它，交通領(lǐng)域（如工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車）中同樣也會發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。

單片機的發(fā)展可以使人們的生活質(zhì)量得到很大的提高，因為單片機能夠使家電網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)增強，隨著單片機技術(shù)的不斷升級與精進，會使我們的生活更加的便捷。

1　單片機的分類

單片機（Single-Chip Microcomputer）有了新的發(fā)展，根據(jù)市場的需求，單片機（Single-Chip Microcomputer）的運行速度不斷得到提高，用戶可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行速度的選擇。

單片機（Single-Chip Microcomputer）根據(jù)二進制運算的結(jié)果可以分為8位、16位、32位單片機等……可以根據(jù)使用場合的不同分為高端單片機和低端單片機，也可以根據(jù)通用類型來區(qū)分，分為通用型和專用型單片機[2]。甚至可以根據(jù)涉及的領(lǐng)域來進行單片機的分類，如家用類、通信類、軍工類等單片機的類型。

2　有關(guān)仿真技術(shù)

仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是以仿真工具（Simulator）為探索方法，仿真軟件（simulation software）為探索目標(biāo)，通過建立仿真模型(Simulation Models) 和進行仿真實驗（simulation experiment）的方法來對自己猜測的結(jié)論進行初步研究、初步分析、初步評估，進過一些列分析后再更深入地進行深層次的研究、分析、評估，并根據(jù)取得結(jié)果來對自己的結(jié)論進行判定的綜合技術(shù)。仿真技術(shù)(Simulation Techniques)不像大的工程，進行該項技術(shù)完全不需要被場地、氣象、環(huán)境等所束縛，可以根據(jù)需求反復(fù)進行，經(jīng)濟實惠。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)也在快速地與時俱進，仿真系統(tǒng)研究的對象日趨復(fù)雜，所用的建模愈來愈復(fù)雜，規(guī)模也愈來愈大且可以涉及的范圍也十分廣泛。它與很多學(xué)科都有千絲萬縷的關(guān)系，可以毫不夸張的說仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是一門綜合多種學(xué)科的先進技術(shù)。

隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)的應(yīng)用目的變得多樣化、全面化。仿真技術(shù)(Simulation Techniques)是作為對實際系統(tǒng)進行試驗的輔助工具而應(yīng)用的，其目的可以包括但不僅限于系統(tǒng)的研究、系統(tǒng)的設(shè)計與分析、系統(tǒng)的測試與評估、操作人員的培訓(xùn)等……

仿真技術(shù)(Simulation Techniques)的應(yīng)用不僅僅限于產(chǎn)品，更可以來進行方案論證，戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)論證、設(shè)計分析、生產(chǎn)制造、試驗、維護、訓(xùn)練等各個有需要的階段，除此之外，仿真技術(shù)(Simulation Techniques)還可以用于多個或單個系統(tǒng)中，可謂是以較低的費用取得最好的可能性。

3　仿真技術(shù)在單片機開發(fā)中的應(yīng)用探討（電子琴系統(tǒng)設(shè)計）

關(guān)于低級別的模擬，軟件和硬件協(xié)同仿真技術(shù)（hardware-software codesign）對此研究還比較完善，與普通的不同（軟件調(diào)試環(huán)境、微處理器模型和硬件協(xié)同仿真RTL描述），它在相對良好的環(huán)境中，自備控制接口通過一個系列軟件（經(jīng)由處理器和硬件交互發(fā)起）來和軟件環(huán)境和硬件環(huán)境進行對接，我們在這里以電子琴的開發(fā)為例，介紹軟硬件協(xié)同仿真技術(shù)（hardware-software codesign）在電子琴系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1　整體設(shè)計

現(xiàn)在我們以電子琴系統(tǒng)舉例子進行說明，仿真板（emulator）是硬件仿真（hardware simulation）和調(diào)試界面，系統(tǒng)執(zhí)行（system performs）、單步執(zhí)行（single step）、監(jiān)控斷點等功能都是經(jīng)由單片機（Single-Chip Microcomputer）仿真軟件來對它們進行負(fù)責(zé)和處理的。AT89S51 /MCS-51單片機、矩陣鍵盤（matrix keyboard ）、音頻模塊（NAMTM）和顯示模塊（display module）應(yīng)該被包括在電子琴的系統(tǒng)設(shè)計之中。這樣子進行系統(tǒng)設(shè)計是以該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計的前期來驗證其正確性和性能效率為主要目的。

3.2　MCS-51單片機

3.2.1　關(guān)于整體系統(tǒng)的設(shè)計

MCS-51單片機由Intel公司生產(chǎn)，由于運用時間較早，影響面又大，已經(jīng)成為了行業(yè)中的標(biāo)桿，且該單片機（Single-Chip Microcomputer）采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)，一種采用高速度、高密度和短溝道HMOS工藝。另一種是采用高速度、高密度和低功耗的互補金屬氧化物的CHMOS工藝。

3.2.2　關(guān)于單片機的設(shè)計

MCS-51單片機以一個8位CPU為首，該CPU就像人類的大腦一樣，是MCS-51單片機的指揮臺，指令由CPU發(fā)出，然后根據(jù)CPU發(fā)出的指令，CPU會有相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)來對指令進行讀入和分析，MSC-51單片機內(nèi)含的所有部件都受CPU的控制。這個CPU是由8位算術(shù)/邏輯運算部件ALU、布爾處理器、定時/控制部件和若干寄存器等主要部件組成。

MCS-51單片機的3個寄存器，分別是內(nèi)部有工作寄存器、專用寄存器和特殊功能寄存器。

MCS-51單片機的兩個存儲器是分別獨立的，可以儲存不同的東西，按儲存類型分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，這兩個存儲器各的尋址系統(tǒng)均不相同，而控制信號、功能和分開編址則統(tǒng)稱為哈佛結(jié)構(gòu)（Harvard architecture）。

3.2.3　仿真設(shè)計難點

如何進行源程序編輯中的查找和替換是仿真設(shè)計的一大難點，為了可以對源程序提供的查找和替換功能進行又快又準(zhǔn)地編輯,在對其進行編輯處理時時,（焦點雖然處于編輯位置）但是查找替換功能依然沒有辦法順利進行下去，此刻應(yīng)該想到將焦點放到查找和替換的窗口上,想辦法讓系統(tǒng)能夠暫時性地生成一個編輯窗體對象進行焦點的定位,使在編輯窗體內(nèi)查找和替換內(nèi)容的操作這一項設(shè)想成為現(xiàn)實。MCS-51的CPU不僅是一個龐大的類，而且是仿真軟件的核心，這些大類可分為：數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算及移位類、控制轉(zhuǎn)移類、位操作類等，不僅如此，還需要對CPU內(nèi)部的所有資源(內(nèi)部RAM,寄存器,位操作區(qū))進行定義。

3.3　AT89S51單片機

3.3.1　關(guān)于單片機的設(shè)計

AT89S51單片機，其中有40個引腳，4K字節(jié)閃存芯片上的程序存儲器，128 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32個外部雙向口，五個中斷優(yōu)先級嵌套中斷，兩個16位可編程定時計數(shù)器，兩個全雙工串行通信端口，WDT電路，片上時鐘振蕩器，低功耗、高性能的8 位芯片[3]。芯片兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和80C51引腳結(jié)構(gòu)，使用高密度，非易失性內(nèi)存技術(shù)，可為許多嵌入式控制應(yīng)用提供具有成本效益的解決方案。

3.3.2　關(guān)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計

電子琴系統(tǒng)具有的按鍵數(shù)量較其他而言略多，因此這次例子中將其按矩陣結(jié)構(gòu)來進行排列，盡管鍵盤按矩陣的結(jié)構(gòu)排列比按連接式結(jié)構(gòu)排列相比，不論是從識別方式還是其他都要更加的復(fù)雜，不過這樣可以使端口的利用頻率得到提高。各個按鍵之間（包括每一行和每一列）行線和列線要根據(jù)電阻器的功率作參考進行對應(yīng)的連接，而按鍵的狀態(tài)只會顯示數(shù)字“0”和“1”。當(dāng)按鈕沒有被按下的時候，輸出端行線的產(chǎn)量高，這說明鍵按還沒有被按下時，下列線輸入能夠和芯片鏈接，而一旦某一個鍵被按下，輸入端電壓會顯示變低，我們可以通過觀察輸入線的狀態(tài)得知有沒有按鍵是被按下的狀態(tài)，這可以使系統(tǒng)的性能得到提高。

3.3.3　在設(shè)計中對音頻模塊和顯示模塊的設(shè)計

對AT89S51使用音頻脈沖刺激其定時器，每個反向輸出脈沖的時間不斷地經(jīng)過反向、反向、再反向的過程，然后通過蜂鳴器發(fā)出剛剛流程中產(chǎn)生出不同頻率的脈沖信號后，優(yōu)美的音樂就誕生了，這就構(gòu)成了使電子琴系統(tǒng)的音頻模塊形成的基本因素。另外，將AT89S51 單片機的P2 端口連接到一共陰數(shù)碼管a－h(huán) 的引腳上，可以實現(xiàn)電子琴系統(tǒng)的顯示模塊，能夠在數(shù)碼管上循環(huán)顯示數(shù)字0-9，總之，單片機仿真技術(shù)由于考慮到軟件的實際情況，模擬運行驗證可以更真實的應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)設(shè)計更容易早期發(fā)現(xiàn)問題，避免設(shè)計錯誤，克服芯片的開發(fā)成本高的缺點[4]。對整個系統(tǒng)的軟件進行一番模擬和操作，不僅能降低開發(fā)的風(fēng)險，還能減少開發(fā)的時間和開發(fā)的成本得到。

把共陰極數(shù)碼管a-h這8個引腳連到AT89S51單片機的P2端口的P2.0-P2.7，來形成電子琴系統(tǒng)應(yīng)用的顯示模塊，數(shù)碼管在應(yīng)用中可以將數(shù)字0-9顯示出來。

簡而言之，在進行系統(tǒng)仿真的設(shè)計和開發(fā)時有幾點是必須要考慮到的，那就是軟件和單片機（Single-Chip Microcomputer）的實際情況以及運行并驗證仿真模擬軟件的可行性有多大，在系統(tǒng)設(shè)計的方案落實之前，一些前期的問題要盡可能的考慮周全，要將“三思而后行”的觀念落到實處，這樣可以使將來在軟件運行時有可能發(fā)生的問題得到避免，并且節(jié)約了成本，避免了投資浪費的情況發(fā)生，同時這也是對人力和物力的節(jié)省，使單片機（Single-Chip Microcomputer）技術(shù)的設(shè)計開發(fā)成本在可行性范圍內(nèi)大幅度地降低。

4　總結(jié)

當(dāng)今社會，殺毒軟件和防火墻越來越智能化，但是歸根結(jié)底這些軟件主要還是針對用戶的操作系統(tǒng)環(huán)境進行實時監(jiān)測、檢測和防御病毒。那么針對一些具有高要求的企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，提前計劃和部署相應(yīng)的安全解決方案是非常有必要的。不難理解，對于一些不安裝任何防火墻和殺毒軟件的電腦，公司的重要文件通過網(wǎng)絡(luò)泄露機密的可能性是很大的。但是，根據(jù)我們的實踐可以知道，大多數(shù)情況下安全管理軟件和防毒軟件會互相沖突、互相報錯，并且這問題不容易解決。但現(xiàn)如今，我們可以通過仿真技術(shù)在單片機開發(fā)中的應(yīng)用很好地解決這個（安全管理軟件與防毒軟件相互沖突）問題，這樣就會使得企業(yè)信息安全得到了很大的保障，安全性得到了提高，繼而減輕了企業(yè)IT的工作負(fù)擔(dān)和工作內(nèi)容。

考慮以上因素，微控制器硬件因為軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)的研發(fā)，所以不再需要模擬的全部功能，不僅如此，該技術(shù)的創(chuàng)造發(fā)明能讓一個成功的系統(tǒng)設(shè)計增強信心。換而言之，軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)能讓系統(tǒng)設(shè)計的調(diào)整更加簡便，能提前評估設(shè)計的性能，還可以讓軟硬件的檢測更加的容易。軟硬件協(xié)同（hardware-software codesign）仿真技術(shù)的研發(fā)在單片機（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)中表現(xiàn)出了卓越的仿真能力，這無條件地讓這個技術(shù)搖身一變成為現(xiàn)今最好的仿真工具之一，據(jù)此可得，仿真技術(shù)在單片機（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)的進程中具有非凡地推廣意義。在此，我們不難預(yù)測，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機仿真技術(shù)的日益完善，單片機（Single-Chip Microcomputer）仿真技術(shù)能實現(xiàn)單片機（Single-Chip Microcomputer）開發(fā)應(yīng)用的最大效益并且日后的應(yīng)用一定會更加廣泛。

參考文獻

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篇10

【關(guān)鍵詞】計算機仿真技術(shù)；生產(chǎn)系統(tǒng)；應(yīng)用研究

1前言

21世紀(jì)是科技的時代，在各個行業(yè)領(lǐng)域中都有計算機技術(shù)的應(yīng)用，所謂計算機仿真技術(shù)是基于計算機硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)的一種仿真環(huán)境，對不同的物體與信息進行分析與加工，同時仿真技術(shù)也能將真實的事物變?yōu)樘摂M的環(huán)境，幫助用戶更好的感受到聽覺、視覺的效果，在仿真環(huán)境中用戶可以同計算機進行虛擬的互動，真正實現(xiàn)身臨其境的效果，計算機仿真技術(shù)最為重要的一個特點就是構(gòu)想性，能夠通過仿真技術(shù)讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現(xiàn)出來。為了更好的適應(yīng)市場的需求，提高生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，減少投資風(fēng)險，就需要讓企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)高效的、可靠的運行與生產(chǎn)。從目前來看，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與管理中還存在很多的問題，由于系統(tǒng)自身具有一定的復(fù)雜性在調(diào)度的時候也比較困難，因此利用計算機仿真技術(shù)是最有效、簡單的方法，本文就對計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行具體的分析。

2計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．1生產(chǎn)系統(tǒng)的計算機仿真技術(shù)

生產(chǎn)系統(tǒng)計算機仿真是一種系統(tǒng)建模與實驗分析的方式，它能將生產(chǎn)資源、工藝路線、庫存與管理等信息都結(jié)合起來，根據(jù)系統(tǒng)的活動過程來代替數(shù)學(xué)方式進行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產(chǎn)系統(tǒng)的特征與過程，近年來，仿真技術(shù)在我國制造業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，主要用于解決以下方面的問題:(1)生產(chǎn)系統(tǒng)的改造與重組。通過生產(chǎn)系統(tǒng)的流程進行仿真的分析，然后將各個部分的關(guān)系進行量化。(2)在制造單元分析問題上建立起仿真模型，確保相關(guān)資源的配置情況以及系統(tǒng)的合理性，估算出系統(tǒng)生產(chǎn)能力以及設(shè)備故障對系統(tǒng)的影響，從這些方面來確定出方案。(3)在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型建立完成之后，生產(chǎn)管理人員就可以對生產(chǎn)系統(tǒng)的策略進行調(diào)整，根據(jù)模型可能造成的結(jié)果來做出最科學(xué)的管理措施。計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的這些功能，讓計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中獲得更大的發(fā)展。在生產(chǎn)系統(tǒng)計算機仿真的分析過程中，包括三個方面的內(nèi)容:第一是根據(jù)調(diào)查研究來確定系統(tǒng)需要解決的問題，然后建立起概念模型并對相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)則、變量、元件等進行論證，在此過程中除了設(shè)計人員之外，相關(guān)企業(yè)管理人員也要參與進來進行論證。第二是根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的問題提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后對仿真模型進行初始化將這些數(shù)據(jù)進行輸入，同時輸出最后的仿真結(jié)果。第三是對仿真的結(jié)果進行分析從而提供更多的決策依據(jù)。

2．2生產(chǎn)系統(tǒng)計算機仿真實例

用于生產(chǎn)系統(tǒng)的計算機仿真工具主要有三種類型:第一是計算機算法語言例如C語言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語言，第三種是計算機仿真軟件。計算機算法語言與通用的仿真程序語言都需要設(shè)計人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運用相對困難一些，計算機仿真軟件就沒有這些缺點，它有著簡單、易掌握的特點，同時所有的數(shù)據(jù)都可以在一個圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應(yīng)用，在國外很多的企業(yè)都開發(fā)了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進行實際操作的時候要建立起一個系統(tǒng)規(guī)劃模型，在這個車間中應(yīng)該包括兩臺數(shù)控車床、一臺清洗機、一套檢測設(shè)備，如果加工作業(yè)到達車間的時間為20分鐘，那么就應(yīng)該按照1:1的比例來分配工作量，車間需要有一位技術(shù)人員來復(fù)雜加工與檢驗入庫的工作，同時為了擴大車間的生產(chǎn)能力提高設(shè)備使用率，應(yīng)該適當(dāng)?shù)膶ΜF(xiàn)有系統(tǒng)進行完善與改造，如果車間需要雇傭3個技術(shù)人員，那么加工過程中的搬運時間就為2分鐘，并且加工中的搬運時間就由設(shè)備的長度與速度來決定的，每條輸送裝置的長度為50m，速度為40m/min，通過對生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真可以看出，利用仿真可以對生產(chǎn)系統(tǒng)進行簡單的描述，這也是為提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率提供依據(jù)，這只是一個比較簡單的實例過程，對于比較復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)來說只依靠人的能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想仔細(xì)的對這些因素進行分析與預(yù)測就應(yīng)該采用更加先進的辦法，將計算機仿真技術(shù)加以完善對管理人員的幫助也就更加明顯了。

3結(jié)語

綜上所述，本文主要對計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行說明，可以看出，隨著我國制造業(yè)進程的不斷深入，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)投入使用并得到了廣泛的好評，它能夠解決制造業(yè)系統(tǒng)中的復(fù)雜問題，還可以應(yīng)用于自動制造系統(tǒng)的研究，可以說有著很好的發(fā)展前景，在計算機不斷普及的今天，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員在該領(lǐng)域做出了很多的討論與嘗試，利用計算機仿真技術(shù)對生產(chǎn)系統(tǒng)進行分析也是最經(jīng)濟、有效的方式，相信未來我國的計算機系統(tǒng)會得到更加廣泛的應(yīng)用，邁上新的歷史階段。

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