Proteus在單片機教學中的應用

余勝謝莉

（湖南人文科技學院物理與信息工程系 湖南 婁底 417000）

0 引言

單片機是電子信息類專業的一門專業基礎課程，是一門軟件和硬件相結合并以軟件為主的實踐性很強的課程，對培養學生的專業技能起著重要作用。通過單片機來開發一個應用系統簡單易行、造價較低、性能可靠，廣泛用于現實生活中的方方面面，應用前景相當廣泛。但單片機這門課程涉及的知識點多，難度比較大，對大部分學生來說，學好單片機有很多困難[1]。

在傳統的單片機教學和實驗當中還存在有如下問題。

（1）課堂教學中，由于單片機所涉及的硬件較多，特別是講解集成芯片時，需要記憶性的知識點比較多，而老師又不能通過實例來演示相關內容的實用性，導致學生對課程學習的積極性不高，取得的教學效果不理想。

（2）實驗教學中，許多高校的單片機實驗室都是采用公司已經做好的實驗箱，然后根據試驗箱所提供的資料完成相關的實驗。由于在實驗過程中，大多數學生僅僅是根據電路圖完成連線和把提供的源代碼燒錄到芯片內，導致這樣的實驗對學生動手能力的鍛煉非常有限。

為此，針對上述問題，本文在單片機的教學過程中引入仿真軟件Proteus來輔助教學，提高學生的學習興趣和動手能力。

1 Proteus軟件在單片機教學中的應用

Proteus是由英國Labcenter公司研發的電路虛擬仿真軟件，可以在沒有實際硬件的條件下，利用計算機就可實現硬件和軟件同步仿真，并可將仿真結果用于真實設計[2]。這樣，不但簡化了單片機應用開發的過程和提高了設計效率，還大大提高了學生學習單片機的興趣。

Proteus提供了一個界面非常友好的人機交互式集成環境ISIS，設計功能強大，Proteus的特點是[3]。

（1）具有很強的原理圖繪制功能和PCB板的制作。

（2）具有模擬電路和數字電路的仿真，單片機和其它外圍電路組成系統的仿真，SPI調試器，鍵盤和顯示系統仿真等功能。

（3）可以使用的虛擬儀器有:電流表、電壓表、邏輯分析儀、虛擬示波器、虛擬信號發生器、SPI調試器等。

（4）當前支持的單片機型號有:8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列等以及各種外圍集成芯片。

（5）提供軟件調試功能，同時也支持Keil等第三方軟件的編譯和調試環境。

2 Proteus單片機教學實例

下面通過仿真實例“0-9數字顯示”講述Proteus軟件在單片機課程教學中的應用。

2.1 原理圖繪制

首先啟動Proteus ISIS Professional，在各元件庫中選取電阻R、電容C、晶振CRYSTAL、單片機 AT89C51、總線驅動器74LS245、8×8點陣顯示等元器件。然后在原理圖編輯窗口中畫出如圖1所以的電路原理圖，并修改相關元器件的參數值。

在圖1中，C1，C2和X1構成時鐘振蕩電路，振蕩頻率為12Mhz，C3和R1組成上電復位電路，P0口、P3口和總線驅動器一起控制8×8點陣的顯示。

圖1 簡易數字顯示器設計

2.2 編譯，調試和仿真

用Proteus現實單片機仿真中，需要.Hex文件將硬件電路圖和軟件程序代碼結合起來，而.Hex文件的生成可以由Keil編譯器生成。生成.Hex文件后，在Proteus中加載.Hex文件即完成了Proteus和Keil的關聯。

點擊Proteus界面下方開始按鈕開始仿真，8×8點陣將從0到9循環顯示，點擊停止按鈕停止仿真。在仿真過程中，每個元件的管腳旁邊有一個小正方形，藍色表示低電平，紅色表示高電平，灰色表示懸空?？梢愿鶕鱾€管腳顏色的變化情況，對程序的運行正確與否做出本的判斷。

3 結束語

利用Proteus軟件實現單片機仿真教學，可以加深對基本原理、概念的理解和提升學生的學習興趣，能有效提高教學效果。但Proteus是一個虛擬開發軟件，對實際電路還不能做到完全百分之百的準確性。因此，在教學和學習過程中，要用Proteus仿真和實驗裝置相結合，才能達到最佳效果。

［1］曾燕,賈振國.Proteus仿真技術的單片機教學中的應用[J].長春工程學院學報:社會科學版，2011,12(1):132-134.

［2］徐愛鈞.單片機原理實用教程[M].北京:電子工業出版社,2011:253-265.

［3］方天鴻.Proteus在單片機原理及應用課程教學中的應用[J].孝感學院學報，2007,6:156-158.