Proteus在中職單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用
——以單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣為例說明

黃冬梅

（廣西南寧市第一職業(yè)技術(shù)學(xué)校　廣西南寧　530000）

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Proteus在中職單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用
——以單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣為例說明

黃冬梅

（廣西南寧市第一職業(yè)技術(shù)學(xué)校廣西南寧530000）

單片機(jī)原理與應(yīng)用是中職電氣專業(yè)的一門重要課程。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要依托單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅投資成本較高，且硬件電路帶有一定的局限性。本文以單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8?8LED點(diǎn)陣為例，探究將Proteus軟件在中職單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用，并探討將Proteus軟件引入中職單片機(jī)教學(xué)的重要意義。

Proteus軟件 中職單片機(jī) 仿真

隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，在儀表儀器、家電、工業(yè)制造等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。因此，單片機(jī)原理與應(yīng)用是中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)的一門重要的課程，該課程具有較強(qiáng)的理論性和操作性。在中職單片機(jī)課程的教學(xué)中，要著重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析具體的工作任務(wù)的能力，能夠?qū)?jiǎn)單的一些工作任務(wù)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。［1］

一、將Proteus應(yīng)用到中職單片機(jī)教學(xué)中的背景

現(xiàn)代職業(yè)教育理念及企業(yè)要求中等職業(yè)學(xué)校電類學(xué)生具備專業(yè)的理論知識(shí)，同時(shí)具備特定技能。對(duì)中職學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)在教學(xué)環(huán)節(jié)中顯得尤為重要。筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在單片機(jī)教學(xué)中采用項(xiàng)目教學(xué)和理實(shí)一體化的教學(xué)方法和教學(xué)模式。

理實(shí)一體化的教學(xué)模式必須依托單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或者硬件電路進(jìn)行課堂教學(xué)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K有限，隨著教學(xué)項(xiàng)目的推進(jìn)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就會(huì)限制課堂教學(xué)內(nèi)容。增加新的單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和硬件電路板會(huì)投資成本較高。單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)箱的另外一個(gè)劣勢(shì)是硬件電路是固定的，教學(xué)中不便于更改單片機(jī)的I/O端口。以上的兩個(gè)劣勢(shì)在某種程度上限制了單片機(jī)的課堂教學(xué)。

針對(duì)以上存在的問題，筆者將Proteus軟件應(yīng)用到中職單片機(jī)教學(xué)中，不僅解決了投資成本和耗材問題，而且取得了很好的教學(xué)效果。Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。是目前較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。［2］

二、Proteus軟件在中職單片機(jī)教學(xué)中的開發(fā)應(yīng)用

下面以單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣為例說明Proteus軟件在中職單片機(jī)教學(xué)中的開發(fā)應(yīng)用。

1.創(chuàng)設(shè)問題情境，實(shí)施具體工作任務(wù)

問題能夠激發(fā)學(xué)習(xí)主體的興趣。在單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣的教學(xué)項(xiàng)目中，創(chuàng)設(shè)以下情境：在電梯內(nèi)部的8*8LED點(diǎn)陣，經(jīng)過一定的時(shí)間間隔，逐一顯示0至9 十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，即“電梯樓層的顯示”工作任務(wù)。通過創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生可以具體感知工作任務(wù)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)于本教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。［3］

2.圍繞工作任務(wù)，設(shè)計(jì)和繪制單片機(jī)電路圖

基于單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)模式中，通常要求學(xué)生在紙上繪制電路原理圖，接著教師針對(duì)學(xué)生的電路原理圖進(jìn)行講解分析。這種模式的效果是學(xué)生對(duì)于電路原理的理解往往是不透徹的。基于Proteus軟件的單片機(jī)課堂教學(xué)，學(xué)生親自動(dòng)手繪制電路圖，通過親手繪制，對(duì)于電路原理有較深刻的理解。并能夠通過后續(xù)的仿真環(huán)節(jié)來驗(yàn)證所畫的電路圖的正確性。這樣更有利于學(xué)生理解電路圖，學(xué)生也對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的工作流程有整體地認(rèn)識(shí)。

利用Proteus軟件的ISIS Professional繪制電路圖的過程如下：

（1）運(yùn)行Proteus軟件的ISIS Professional程序

（2）根據(jù)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣的電路原理，把本項(xiàng)目所需的元件添加到元件列表中。

（3）放置元器件至人圖形編輯窗口，對(duì)元器件進(jìn)行合理布局。

（4）連接導(dǎo)線。

3.根據(jù)工作任務(wù)進(jìn)行編程和調(diào)試仿真

繪制好單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣的電路圖之后 ，學(xué)生圍繞“電梯樓層的顯示”的具體工作任務(wù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，使用Keil 軟件對(duì)程序編譯。然后將Keil 軟件生成的.HEX文件在繪制好的電路圖中仿真調(diào)試。

Proteus軟件具有聲、光和動(dòng)畫等逼真的仿真效果。學(xué)生通過仿真結(jié)果可以檢查電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。通過以上各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8*8LED點(diǎn)陣這個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的工作流程有了更清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)“電梯樓層的顯示”工作任務(wù)有了整體的把握。

三、Proteus在中職單片機(jī)教學(xué)中的重要意義

Proteus使理論教學(xué)更具直觀性，使教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更具靈活性。Proteus軟件的一個(gè)特點(diǎn)是可以直觀地觀察到電路各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，例如LED點(diǎn)陣的顯示狀態(tài)和各個(gè)I/O電位的高低。Proteus軟件仿真后的另一個(gè)特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單步運(yùn)行。利用以上特點(diǎn)，教師可以更加方便向?qū)W生講授電路原理。將Proteus軟件引入到中職單片機(jī)的教學(xué)中，教學(xué)項(xiàng)目不再受到硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的限制，使得教學(xué)項(xiàng)目更加靈活，在一定程度上節(jié)省了耗材。

Proteus軟件為中職單片機(jī)的項(xiàng)目化教學(xué)提供了一種有效的途徑。通過Proteus軟件可以設(shè)計(jì)更多的實(shí)用的教學(xué)項(xiàng)目，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。Proteus軟件在培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力方面起到了重要的意義。［4］

結(jié)語：

將Proteus軟 件應(yīng)用到中職單片機(jī)教學(xué)中可以彌補(bǔ)單片機(jī)硬件試驗(yàn)臺(tái)資源不足，同時(shí)使得教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置更具靈活性。在教學(xué)過程中，較大程度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，積極發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。提高了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。Proteus軟件對(duì)中職單片機(jī)教學(xué)起到了重要的作用，提升了課堂的教學(xué)效果。

［1］ 徐金增；單片機(jī)編程仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 山東師范大學(xué)； 教育技術(shù)學(xué)2009-04-15

［2］ 魏殿才；基于Proteus的職業(yè)院校單片機(jī)教學(xué)改革探索唐山勞動(dòng)技師學(xué)院；知識(shí)經(jīng)濟(jì)， 2013-08-23

［3］ 葉香美；利用proteus軟件拓展高職院校單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)；中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊；2008-07-01

［4］ 李爽； 曾崢；仿真軟件在職業(yè)院校單片機(jī)教學(xué)課程中的應(yīng)用；科技致富向?qū)В?013-10-25

黃冬梅，女，出生年月：1985年09月，職稱：助理講師，民族：壯，學(xué)歷：本科，籍貫：廣西百色平果縣