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首先来说，每一款单片机的编程软件都有软件仿真功能。我们可以通过这个软件仿真功能学习一些单片机的功能。
例如，可以通过软件仿真功能实现单片机端口输出高低电平，然后通过观察相应的端口寄存器的值来看程序是否正确执行了；还可以编写定时程序实现固定时间（例如定时1秒）执行端口的输出功能，可以用软件仿真看看是否按照设定的时间进入了中断，等等。但是，软件仿真的功能实在有限，我们最多只能看到相应的寄存器是否执行正确，因为没有硬件电路的配合，完全看不到电路是否正确执行了。
所以，用单片机编程软件的软件仿真功能能学习单片机很有限。
这方面的软件首推proteus，这是目前为止我见过、用过的，可以仿真单片机种类最多的软件。
proteus这款软件支持的单片机有：51单片机，AVR单片机，PIC单片机，MSP430单片机，飞思卡尔单片机，还支持LPC21xx系列的ARM7，以及部分cortex m3芯片。
尤其对于51单片机而言，proteus已经把51单片机的编程软件keil嵌到里面了，可以同志在proteus里面进行程序编写，电路搭建、系统仿真、PCB生成等工作。等于是可以实现一个单片机的软件设计、硬件设计、PCB制图等全部功能，非常方便。
proteus的功能非常强大，我们可以先画好电路图，再把编译好的单片机烧录文件装载到电路图中的单片机中，然后即可以让整个单片机系统运行起来，观察电路中各个部分是否与我们设计的软件功能一样，例如是否实现了LED的点亮，LCD的显示，按键的检测，IIC器件存取数据是否正常等等。甚至proteus还提供了很多虚拟仪器，例如虚拟示波器，电压表，电流表，逻辑分析仪等。可以用这些仪器观察程序及电路的运行情况，例如可以用示波器观察我们设计的PWM的输出波形是否符合设计要求。