Proteus在單片機原理及應用課程教學中的應用

陳靜 于雅楠

【摘要】單片機原理及應用是一門實踐性很強的課程，然而在理論教學中由于課堂教學的特點，學生感覺該門課程抽象、枯燥、難懂，教學效果很不理想。該文結合實例介紹了采用keil 和Proteus軟件輔助課程教學的優點，以及教學案例的開發過程。實踐結果證明，基于keil和Proteus的輔助教學具有實用性，直觀性的特點，能夠提高學生的積極性和主動性。

【關鍵詞】單片機 keil Proteus

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）12-0226-01

一、引言

《單片機原理及應用》是我系計算機科學與技術專業的一門專業課，通過本課程的學習，應使學生掌握單片機的基本工作原理、MCS-51程序設計方法，能夠正確利用常用接口芯片組成單片機系統，能夠對單片機系統中的電路進行分析和初步設計。可以說，該門課程是一門實踐性很強的課程，要較好的達到課程的教學目標要求，提高學生應用單片機解決問題的能力，必須采用理論與實踐緊密結合的模式。在以往的教學手段中，本課程主要采用的是多媒體課堂講授，并輔之以課堂討論、實例分析以及實驗教學。在應用方面，主要利用實驗課時間，以便學生掌握基本單片機控制系統的設計方法和簡單應用。在課堂講授中，如果僅理論教學，學生對所授內容理解不夠深刻，實踐證明，如果在課堂中引入“案例式教學”能夠更好提高教學效果，理論和實際應用才能夠很好結合。然而，應用傳統教學方式，在單片機技術的教學中將實驗演示引入課堂存在很多問題，在實際操作中還有諸多問題。

如果能在理論教學中不斷為學生展示單片機在實際系統中的應用效果，無疑會調動學生學習的積極性，虛擬實驗技術能夠很好的幫助我們實現這一過程。虛擬實驗技術具有很多硬件實驗不具備的特點，尤其在課堂教學中，能夠進行現場演示，優勢明顯。如果在教學中加入虛擬實驗，將實驗的效果直觀演示給學生，讓學生先觀其結果，再究其原理，教學效果會大大提高。

二、基于proteus 的單片機實踐教學

Proteus是一款由英國Lab Center Electronics公司開發的EDA工具軟件，能進行單片機應用系統虛擬設計，支持類型廣泛的主流單片機內核仿真，例如：51單片機、ARM等。并可與當前比較流行的單片機開發環境進行聯合調試實時仿真，例如：Keil。

在基于proteus 的單片機實踐教學中，我們可以利用實驗指導書給出實驗的任務和要求，以及實驗的原理，學生再根據實驗的目的和要求，獨立設計實驗的硬件電路和程序，然后在proteus 仿真軟件中通過調試來進行模擬。調試通過之后再結合自身的硬件仿真來進行實驗，從而可以搭建良好的實驗硬件，之后可以通過觀察實驗現象，逐步分析出實驗結果。通過這種方式可以鼓勵學生課下自行設計實驗，從而真正鍛煉出解決工程問題的能力。

三、應用案例開發

1.Proteus原理圖及Keil匯編程序

中斷是單片機的一項重要部分，本文通過中斷實驗來介紹Proteus和KEIL聯合調試在單片機課程教學中的應用。

圖1 實驗原理及Keil匯編程序

圖1是教學案例原理圖，此程序的功能有兩個：一是流水燈功能，二是測試51單片機的外部中斷0的功能以及應用。中斷是單片機的重要部分，中斷在單片機中的應用具有里程碑式的意義，它的應用對于采用單片機進行實時控制非常重要，因此單片機中斷功能的強大從很大程度上影響單片機的整體性能。外部中斷0有下降沿觸發以及電平觸發兩種形式，圖1中有兩種開關可以分別模擬，下降沿脈沖以及電平，4LS04是反相器。

2.聯合調試設置

注意在KEIL軟件中，應該在選項Options中的Debug中選擇目標為Proteus VSM Monitor-51 Driver。

3.實驗結果

程序功能是：當產生一次中斷，LED1-LED8依次亮滅一次，是為流水燈。如圖2所示為LED1和LED8燈亮的效果圖。從此案例可以學習單片機以下幾個知識：中斷應用、延時程序的編制、程序控制指令的應用。

可見，通過這個案例可以比較形象的展示，中斷的過程，學生能夠比較形象的理解中斷，也不會感覺到枯燥。

圖 2 實驗結果

基于proteus 的單片機實踐教學不僅能夠有效彌補實驗元器件缺乏所帶來的不便，還能夠調動學生的積極性，幫助學生更好地理解教師在課堂上所講述的內容，增強學生解決實際問題的能力，能夠有效彌補僅理論教學所帶來的不足。設計出針對教學內容的各項案例將有助于單片機課程教學的有序進行。

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