基于Proteus和Keil的單片機課程實踐教學(xué)改革研究

摘 要：針對單片機教學(xué)中存在的諸如靈活性差、不直觀等問題，提出基于Proteus和Keil的單片機課程實踐教學(xué)方法，通過“單片機控制的電子萬年歷”這一教學(xué)實例，闡述該方法的有效性。

關(guān)鍵詞：Proteus；Keil；單片機；實踐教學(xué)

一、單片機原理與應(yīng)用教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著單片機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機原理與應(yīng)”成為很多工科院校電類專業(yè)的一門重要課程，該課程的實驗和實踐環(huán)節(jié)所占比重很大，但在實際的教學(xué)和實踐中卻存在著諸多現(xiàn)實問題：首先是課堂教學(xué)主要以PPT形式講解內(nèi)容，學(xué)生理解困難，感覺枯燥乏味。其次是現(xiàn)行的實驗教學(xué)只能在單片機實驗箱上完成現(xiàn)有的實驗項目，學(xué)生做實驗時很少追究實驗本身所體現(xiàn)的問題，更不能通過實驗理解相關(guān)的理論知識。最后，單片機實驗主要是完成一些基礎(chǔ)性實驗。

針對上述問題，本文提出基于Proteus和Keil虛擬實驗技術(shù)，重點促進學(xué)生自主動手、提升創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

二、教改思路

在虛擬實驗技術(shù)的環(huán)境下，單片機系統(tǒng)的開發(fā)將變簡單：在基于原理圖的模擬模型上編程，并實現(xiàn)源碼級的程序仿真調(diào)試，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)單片機系統(tǒng)的運行過程。

首先，老師給出任務(wù)要求，講解Proteus和Keil的應(yīng)用，指導(dǎo)學(xué)生收集項目相關(guān)資料并整理，然后自行制訂總體設(shè)計方案。

其次，學(xué)生利用Proteus和Keil的虛擬開發(fā)環(huán)境，針對所選應(yīng)用系統(tǒng)，進行虛擬實驗、設(shè)計、開發(fā)及驗證。

最后，系統(tǒng)調(diào)試與仿真成功后，可對系統(tǒng)某部分功能或參數(shù)進行修改，進一步完善系統(tǒng)，或開始制作實物，為虛擬系統(tǒng)提供更有力的論證。

三、教學(xué)實例

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一般是先做好硬件電路，再接上硬件仿真設(shè)備進行在線調(diào)試。這個過程往往因為電路本身的問題使仿真效果不很理想。通過Proteus和Keil軟件的結(jié)合，采用軟硬件綜合調(diào)試，大大提高了實驗教學(xué)的效率。下面以“基于單片機的萬年歷”為例做一簡述。

1.電路原理圖設(shè)計

本實例利用單片機實現(xiàn)萬年歷、電子時鐘、溫度計等功能，并在LCD進行顯示。根據(jù)設(shè)計要求確定系統(tǒng)整體設(shè)計方案：由主控制器、時鐘電路、顯示電路、按鍵電路、溫度采集電路以及復(fù)位電路等部分構(gòu)成，如圖1所示。

2.Proteus和Keil聯(lián)合仿真調(diào)試

在Keil軟件下建立項目，編寫電子萬年歷的軟件程序。在編寫完軟件程序并編譯通過加載后，直接點擊全速運行按鈕，開始仿真運行，仿真結(jié)果如圖2所示。

四、結(jié)語

單片機實踐教學(xué)改革運用Proteus和Keil聯(lián)合仿真功能，完成單片機系統(tǒng)軟硬件仿真與調(diào)試，是對傳統(tǒng)實物電路仿真的一種有力補充。實際應(yīng)用表明，該方法在仿真成功的基礎(chǔ)上再進行實物制作，較大地減少了電路板制作、元器件安裝與焊接等工作，同時讓學(xué)生經(jīng)歷單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)的完整過程，提高學(xué)生的自主動手和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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[2]何慧娟，何芝仙.基于DS18B20的單片機溫控系統(tǒng)[J].山東科技信息，2008（13）：149-150.

基金項目：咸陽師范學(xué)院校級教改項目（200902037）。

作者簡介：郝海燕（1974— ），女，陜西渭南人，碩士，講師，研究方向：微機應(yīng)用。