Proteus仿真軟件在微機原理教學中的應用

陳秀明

(青海大學，青海 西寧 810016)

由于微機原理的教學課程是在電氣自動化專業當中的一門基礎課程，所以在這門課程當中，它的專業理論性要求是非常高的，并且它的應用實踐性也很強。然而在當前對于這門課程的教學當中，一般是以講述理論為主，而把實驗為輔的教學方式，所以在學生進行學習時就會感覺到知識點的枯燥乏味，并且也很抽象，只是表面的理解，卻不能深入，對此，怎樣解決這一問題則是需要我們分析研究的。當Proteus仿真軟件的出現，并結合應用到教學理論當中，卻得到了很好的效果。這種軟件是當前最為完整、最先進的微控制器系統的設計原理和仿真平臺，所以，在教學當中引入Proteus仿真軟件，可以建立學生的直觀仿真思維，并應用這種仿真的生動、形象等方面的特征，從而在教學當中會對學生會起到一定的積極作用。

一、對于微機原理傳統的教學方法

在微機原理的課堂教學過程當中，由于該課程所涉及的內容具有一定的難度，并且知識面較為廣泛，在講解實例時也是較為抽象的，同時也不具備有效的演示方法，所以，對于學生就很難理解和接受所講的內容。如果對于相對復雜的電路，只是通過板書畫圖的方法卻耗時費力，或者是應用PPT形式進行演示，也無法清晰的顯示電路的整個概括，所以應用這種教學方法的效率是非常低的。此外，應用傳統的教學方法在展示實例時，是比較枯燥乏味的，并在實踐的教學當中主要是通過硬件實驗箱的操作完成的，并存在一些不足的地方，所以學生對學習理念知識并不感興趣。這主要體現在幾方面，（1）把實驗箱上的所有線路都做好連接，并固定好芯片，因此，對于這種實驗一般都是以驗證為主，而學生只要按照步驟進行就可以，并不能靈活自由的對其設計實驗，所以也就導致學生缺乏主動學習的積極性。（2）由于會受到實驗箱的限制，所以實驗的個數是有限的，其內容是固定的，所以就很難跟隨技術的發展進行創新、更新，對此，學生也就得不到拓展應用以及創新設計的機會，從而缺乏這方面的培養能力。（3）由于實驗箱的價格是非常昂貴的，并且極易受到損壞，因此，實驗箱也只有在專業的實驗室才會具備，而學生如果想通過課余時間來進行創新實驗或者是進行設計則是非常困難的。

二、Proteus仿真軟件

Proteus仿真軟件是由英國進行開發的一種以實物仿真與電路分析以及印制電路板的軟件設計。這種軟件它可以進行分析以及仿真各種集成電路與模擬電路，而設計軟件又可以提供大量的數字元器件與外部設備，以及各種各樣的虛擬儀器，這主要包括了：電流表、信號發生器、電壓表、示波器以及邏輯分析儀等。而最為重要的是它可以對單片機以及它的外圍電路所共同組成的交互仿真功能。當前，對于Proteus系統軟件提供支持的單片機包括了很多系列，并且也包含了功能較強的一些調試工具，并且可以對存儲器、寄存器進行實時監測，同時也具有單步調試與斷點調試的一些功能，此外，它還可以對顯示器以及鍵盤、按鈕等一些外設做可視仿真處理。在Proteus軟件系統當中，它一般是通過ARES與ISIS這兩部分共同組成的，而ISIS的應用則是實現了混合式的電路仿真功能，它可以把虛擬的儀器、單片機的仿真、應用高級圖表以及第三方程序的開發從而與調試環境相結合，同時，可以在搭建硬件的模型以前完成電路分析、原理圖的設計等方面的驗證與測試。

三、應用Proteus仿真軟件進行微機原理的教學

目前，在微機原理的教學當中，教師已經逐漸的引入仿真軟件進行教學課程。由于這種軟件的應用可以提供對CPU以及一些接口芯片的支持，并且還可以提供信號發生器、示波器等一些虛擬的儀表，所以它屬于全開放性的一個仿真實驗平臺，也等于是一個設備較為齊全的實驗室。從而教師可以借助這種軟件進行應用教學課程，同時學生也可以在課程設計、實驗等方面都會有很大的幫助提高。

（一）、應用在理論教學當中

在微機原理的教學過程當中，應用該軟件進行演示，會把乏味、抽象的理論知識變得更為生動、直觀，從而便于學生的充分理解。而在這其中，計算機的內存存取方式、匯編語言程序以及調試等方面是作為學好微機原理非常重要的一部分，因此，應用Proteus可以提供了一個良好的動態演示過程，從而也提高了學生的學習興趣。

（二）、應用在實踐的教學當中

在教學的實踐當中，如果應用該軟件可以構建一個虛擬的實驗室，并進行課程的設計以及實驗教學，同時也具有以下特點：（1）它的操作較為簡單。應用該軟件可以直觀實驗平臺，并且操作簡單、方便，更不需要應用實際的芯片、電路板以及線路焊接等設備，由于在調試時較為方便，所以學生可以一目了然實驗的結果。同時，學生也可以通過實驗，從而提高對做實驗的產生濃厚的興趣，并在其基礎上，還可以搭建硬件電路，驗證實驗的結果以及下載數據等。（2）它的開放性較好。可以通過在軟件實驗室的環境下，在安裝了該軟件的電腦，便可以應用它的仿真功能從而完成教學當中所規定的實驗課程，同時，學生也可以在進行上機實驗，并且做到每人一臺，單獨實驗，在這個過程當中也就提高了學生的思維創新能力，也加深了掌握理解知識的過程。（3）它的實驗內容較為豐富。由于仿真軟件所具有強大的應用功能，所以作為教師可以布置較為豐富的實驗內容，其內容則可以由淺入深，并且循序漸進的一個過程，從而促使學生可以在課堂教學當中所學到的理論知識充分的應用在實驗當中，并從中得到結果和驗證。

結論

總之，在微機原理的教學過程當中，從教學效果所得出來，在應用了Proteus仿真軟件以后，不僅提高了學生對微機的學習興趣，而且也提高了學習的主動性，在學習微機原理的過程當中從而也加深了對課程的理解并獲得了良好的教學成果。與此同時，對于傳統的硬件實驗操作因其內容較為固定并且繁瑣，也容易損壞器件等相關問題都得到了一定的解決。所以，在應用了Proteus仿真軟件以后大大提高了學生的綜合開發能力以及動手能力，在教學當中取得了預期的效果。

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