proteus虚拟串口实现
1.概述
主要介绍如何在proteus中搭建串口通讯电路，然后在PC中使用串口助手和proteus中的MCU进行通信。
2.主要使用到的软件
① Proteus
Proteus是由Lab Center Electronics公司推出的电子设计自动化（EDA）软件。除具有其它EDA软件的仿真功能，还能仿真单片机及其外围器件。
在下面示例中我使用的版本为proteus 7.8 sp2，详情如下图所示：
参考下载地址：https://www.pcsoft.com.cn/soft/27539.html
②vspd( virtual serial port driver )
VSPD是一款本地虚拟串口的软件。 可以虚拟2个串口然后连接起来实现自发自收调试，让你的程序读一个串口，另外一个串口你就用来串口调试工具。
在下面示例使用到的版本为VSPD v6.9，详情如下图所示：
参考下载地址：https://www.eltima.com/vspd-post-download.html
3.实现串口通信
1、创建虚拟串口对
① 打开VSPD软件，设置好需要创建的串口对的端口号，然后点击【添加端口】按钮；
② 进入【Custom pinout】选项卡，红色框内的参数保持默认，如果需要设置流控和串口类型的，可以根据实际情况进行设置，这里不作叙述。
③ 测试创建的虚拟串口对是否能正常进行通信，下面以【9600波特率，8位数据位，1位停止位，无校验，无流控】进行测试，需要的波特率只需要在串口助手中修改即可，和平常的串口无异；经过测试，确定虚拟串口通信正常，结果如下图：
2、搭建proteus仿真电路
① 电路示意框图，我们在proteus使用DB9母头和MAX232电平转换芯片相连接
② DB9管脚定义及连接参考
③ 电路原理图，这里的MCU使用AT89C51来做演示，这里的51单片机并没有接外围电路，因为在proteus仿真软件里面不接也是可以正常运行的。
（注：由于MAX232在proteus中的非符号管脚并无取反的作用，所以需要在12脚和14脚输出时添加一个非门器件）
附1：MAX232参考电路（来自MAX232N 数据手册）
附2：使用到的器件表（可以按此名称再proteus库中直接搜索对应器件）
附3：Proteus中DB9串口参数设置及串口助手参数设置
这里【Component Reference】和【Component Value】不是必填选项，下面的端口选择我们之前创建的虚拟串口对【COM2和COM3】中的其中一个，演示时我这边使用【串口3，波特率9600，8位数据位，1位停止位，无校验，无流控】的参数条件。在串口助手中使用【串口2，波特率9600，8位数据位，1位停止位，无校验，无流控】。
③ 测试代码如下
1 /**
2 * @description: 程序实现51单片机串口接收字符串，结束符为回车符，最大接收长度为64Byte，
3 * 接收完成后返回接收结果，并清空接收缓冲区。
4 * 注意：程序只适用于11.0592MHz晶振, 12T的51单片机，暂未做兼容设计。
5 * @author: veis
6 * @date: 2020-03-04
7 * @version: v1.0
8 */
9
10 #include <reg52.h>
11
12 // 类型重定义，便于移植
13 typedef unsigned char uint8_t;
14 typedef unsigned int uint16_t;
15
16 // 定义串口接收标志枚举类型
17 enum
18 {
19 isempty = 0, // 接收缓冲区为空
20 isoverflow, // 接收缓冲区溢出
21 isend // 成功接收到结束标志符
22 } buf_flag;
23
24 // 定义接收缓冲区大小
25 #define BUFFER_SIZE 64
26 // 定义结束符为回车符 "\r\n"
27 #define END_SYMBOL0 '\r'
28 #define END_SYMBOL1 '\n'
29
30 // 外部可见函数声明
31 void uart_config(void);
32 void send_char(uint8_t ch);
33 void send_string(uint8_t *str);
34
35 // 定义串口接收缓冲区
36 uint8_t recv_buf[BUFFER_SIZE] = {0};
37
38 void main()
39 {
40 int i = 0;
41 buf_flag = isempty;
42 uart_config(); // 初始化串口
43 send_string("I am serial port 3!\r\n");
44 while (1)
45 {
46 if (buf_flag == isend)
47 {
48 send_string(recv_buf); // 把接收到的字符串发送回去
49 i = 0;
50 while (i < BUFFER_SIZE)
51 {
52 recv_buf[i++] = 0;
53 }
54 buf_flag = isempty;
55 }
56 else if (buf_flag == isoverflow)
57 {
58 send_string("ERROR:receive buffer is overflow!\r\n"); // 提示缓冲区溢出
59 i = 0;
60 while (i < BUFFER_SIZE)
61 {
62 recv_buf[i++] = 0;
63 }
64 buf_flag = isempty;
65 }
66 }
67 }
68
69 /**
70 * 串口参数配置函数，这里配置为9600波特率，1位停止位，8位数据位，无校验
71 */
72 void uart_config(void)
73 {
74 TMOD = 0x20;
75 SCON = 0x50;
76 TH1 = 0xfd;
77 TL1 = TH1;
78 PCON = 0x00;
79 EA = 1;
80 ES = 1;
81 TR1 = 1;
82 }
83
84 /**
85 * [send_char]
86 * @param ch [待发送的字符]
87 */
88 void send_char(uint8_t ch)
89 {
90 SBUF = ch;
91 while (!TI);
92 TI = 0;
93 }
94
95 /**
96 * [send_string]
97 * @param str [待发送的字符串首元素地址]
98 */
99 void send_string(uint8_t *str)
100 {
101 while (*str != '\0')
102 {
103 SBUF = *str++;
104 while (!TI);
105 TI = 0;
106 }
107 }
108
109 /**
110 * [uart_interrupt]
111 */
112 void uart_interrupt(void) interrupt 4
113 {
114 static uint8_t n = 0;
115 if (RI)
116 {
117 RI = 0;
118 if (n < BUFFER_SIZE - 1)
119 {
120 recv_buf[n++] = SBUF;
121 // 判断是否接收到结束符（回车 "\r\n"）
122 if ((recv_buf[n - 2] == END_SYMBOL0) && (recv_buf[n - 1] == END_SYMBOL1))
123 {
124 buf_flag = isend;
125 recv_buf[n] = '\0';
126 n = 0;
127 }
128 }
129 else
130 {
131 n = 0;
132 buf_flag = isoverflow;
133 }
134 }
135
136 }
④ 加载通过keil生成好的hex文件（这里不介绍如何生成hex文件）
⑤ 在proteus中点击运行仿真按钮，上电后MCU向PC的串口助手发送【I am serial port 3!\r\n】，然后手动发送一句【I am serial port 2!\r\n】，MCU回复接收到的内容，测试结果和程序一致。
4、总结
整体电路并不复杂，值得注意的是proteus中MAX232电平转换芯片的管脚非属性并无效，需要自行增加非门进行设计电路仿真，注意实际设计时候并不需要非门。另外需要注意的是proteus中的DB9接口的连接方式，需要RXD接MAX232的RXD，TXD接MAX232的TXD。
注：需要电路及软件的可以在评论区留言，有更多想了解的也可以留言。
