基于Proteus的單片機實踐課程教學應用

王曉允

摘要：單片機課程作為電氣工程及其自動化專業的主干課程之一，具備實踐性強以及技術性強的特點，實踐教學占據著非常大的比重。但是在傳統的單片機課程實踐教學過程中還會受到儀器設備以及師資水平等諸多因素的影響，也就難以獲得良好的教學效果。這也就要求相關高校教師能夠積極應用Proteus軟件來進行課程教學模式的改革。

關鍵詞：Proteus軟件;單片機課程;實驗改革

在傳統的單片機實踐課程教學過程中，實驗室中多采用的是硬件仿真器配目標實驗板方式來進行實踐教學，這也就需要采購大量的硬件設備，還需要做好各種設備的運行維護工作，也就導致了教學成本得到大幅度的提升。而在基于Proteus的單片機課程教學跟仿真實驗中，可以在軟件環境中實現大量的教學實例以及實驗仿真工作，這樣也就能夠使得學生的實踐能力、創新能力以及動手能力得到進一步的提升，借此獲得良好的單片機課程教學效果。

一、Proteus軟件簡介

Proteus軟件是一款英國研發的EDZ工具軟件，其還具備有以下應用特點：①具備有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機以及外圍電路組成系統仿真、SPI調試器等諸多功能，并且具備有示波器、邏輯分析儀以及信號發生器等諸多虛擬儀器。②在Proteus軟件中支持多種單片機類型。③支持大量的存儲器以及外圍芯片。④具備有集單片機以及SPICE分析于一身的強大功能。[1]

二、基于 Proteus軟件的單片機課程教學

（一）傳統單片機教學模式中存在的不足之處

在傳統的單片機課程教學過程中，所采用的依舊是傳統的“先原理后設計、先理論后試驗”的教學模式，而且存在有理論教學多于實驗教學的情況。此外在進行試驗教學的過程中，也多是在完成了指令系統跟匯編語言程序設計這一課程完成之后才進行講解，在具體的教學過程中還存在有以下幾點不足之處：①通過進行原理大量講解的模式引導學生入門，這樣不僅僅導致學生的理解比較困難，并會感覺到一定的枯燥跟乏味。②在教學過程中主要是將單片機的原理作為核心，對于單片機應用多是一帶而過，也就難以獲得良好的應用能力培養效果。[2]③在軟硬件介紹過程中存在有比較嚴重的分離情況，對于兩者結合的系統設計方法還存在有強調不夠的問題，也就導致了學生在構建實際的單片機應用系統過程中，存在有系統性思路缺乏的問題。④難以獲得良好的創新思維能力培養效果。學生對某一課程實驗產生興趣還需要經過較長時間的培養，但是在傳統的教學模式中因為課程實驗具備有一定的場地要求，對于學生的開放也存在有時間上的限制，這樣就難以激發出學生的學習積極性，對于學生創新思維能力的培養也會造成比較大的影響。

（二）基于Proteus軟件的單片機教學應用

隨著我國科學技術的不斷發展，在單片機實踐課程教學中也開始廣泛應用到了Proteus軟件，也獲得了良好的應用效果。首先通過Proteus的仿真功能以及資源庫，可以頂替硬件仿真器來進行前期的實驗工作，然后在適當調整之后進行后續的實踐操作，這樣也就能夠減少原本實驗過程中出現偏差或者問題的可能性，借此獲得良好的教學效果。通過Proteus仿真技術的應用，在單片機課堂教學過程中還能夠讓學生對單片機系統有一個完整的概念。通過Proteus仿真系統中的內外模型來進行自主設計跟檢驗。此外在進行畢業設計的過程中老師還需要給學生充分的自主性，在學生選題跟仿真的過程中還需要給予必要的技術指導，這樣一方面能夠減少硬件投入的浪費情況，另一方面還能夠促使學生的綜合能力得到更進一步的提升。[3]

三、基于Proteus仿真單片機教學應用的幾點作用

在單片機教學過程中通過Proteus軟件的應用，還要求相關教學人員能夠對單片機教學過程中的方針技術做法充分熟悉，并在此基礎上進行教學措施跟教學方法的合理選擇。可以說在單片機的教學過程中，Proteus軟件的應用還具備有以下幾點應用優勢。

（一）提升教學質量、實現預定的教學目標

在傳統的單片機教學過程中還存在有比較多的問題，其教學質量也無法得到有效的保障。而且單片機自身因為過于復雜，若只是通過單純的理論教學以及多媒體展示教學模式，還會導致學生在知識接受過程中受到比較多的阻礙，對于相關理論知識也無法得到有效的理解，從而直接影響到學生的學習積極性。在單片機課程教學跟實驗過程中通過Proteus軟件的應用，能夠使得課堂實驗的實際可操作性進一步提升，來讓學生在理解理論知識的基礎上，提升自身的操作能力以及綜合能力。比如中斷優先級作為單片機教學過程中的重點與難點，在Proteus仿真技術的幫助下，教師可以引導學生進行程序以及電路的設計工作，并通過對不同開關進行操縱的模式，來對該部分的內容直接展示給學生。學生在實驗過程中還能夠不斷的進行思考以及實踐以及操作，并能夠促使自身的自主學習能力得到更進一步的提升。通過該類型先進技術的應用，還能夠促使課堂教學以及教學計劃得以順利實施，借此來提高單片機課程的教學質量，從而實現預定的教學目標。[4]

（二）提升學生的動手能力

在傳統的單片機教學過程中，因為教學內容繁多以及復雜等因素的影響，導致學生的實踐操作時間不足，其動手能力也無法得到有效的鍛煉。在實驗教學過程中通過Proteus仿真技術的應用，能夠讓教學實驗的操作變得更加的方便與簡單，所顯示的結果也更加的直觀。在這一種學用結合的教學模式中，還能夠讓該課程的教學質量跟教學效率得到進一步的提升。

比如在進行“雙機通信實驗”的實踐教學過程中，在傳統教學方式中因為實驗箱顯示以及信號出錯等諸多問題，也就容易出現實驗操作不達標的情況，實驗結果也就會出現比較大的偏差。通過Proteus仿真技術的應用，能夠將實驗過程以及實驗結果很好的展示給學生，借此來幫助學生完成預定的學習計劃，并能夠有效增強學生的學習信心以及學習積極性，對于學生后續的成長跟學習也有著非常重要的影響。可以說Proteus仿真技術對于學生動手能力的提升也有著一定的積極意義，各高校也需要在自己的教學過程中進行Proteus仿真技術的合理運用，來讓學生的實踐能力得以提升，并更好的滿足該專業的具體人才需求。

（三）提升學生的創新能力

學生創新能力的提升也是單片機課程教學的重要培養目標這一，這也就要求各高校在教學過程中能夠加強對學生們創新能力培養的重視力度。在單片機課程教學過程中，學生的獨立操作以及創新能力主要是體現在畢業設計

的完成上面。部分學生因為自身操作能力不足、實驗設備容易受到損傷以及缺乏創新思維等因素的影響，也就缺乏對畢業設計的信心跟決心。在進行單片機接口技術的實際操作過程中，通過Proteus技術來進行設計圖的仿真檢驗，對于操作過程中出現的問題也能夠進行及時的糾正。而在進行實物制作過程中，也能給學生提供自主鍛煉跟獨立操作的機會，并需要加強對學生創新能力的培養力度，這樣才能夠為該行業提供足夠多優秀的專業型人才。[5]

四、結語

在進行單片機課程教學過程中，通過Proteus技術的應用，其還能夠對傳統的教學理念以及教學模式起到良好的優化作用，并能夠促使課程教學實驗效率得到進一步的提升，來提升學生的知識掌握能力以及創新意識。因此說各單片機課程的教學人員還需要加強Proteus的研究力度，在結合了自身實際發展情況的基礎上進行進行教學方法的合理設計，從而給信息技術教學課程的未來發展與創新提供新的思路。

參考文獻：

[1]張鑫，朱丹峰，曾碧新.《單片機原理與應用》課程實驗教學改革研究[J].考試周刊，2017，（8）：34.

[2]宋躍，胡必武，雷瑞庭.基于轉型升級資源共享的單片機課程教學改革[J].實驗室研究與探索，2017，（12）：233236.

[3]陳新芬，黃文明.“單片機原理與應用”課程教學分析——以無錫城市職業技術學院為例[J].無線互聯科技，2018，（1）：9192，98.

[4]袁鋒偉，趙立宏，朱慧玲，等.基于Proteus的單片機課程教學與實驗改革[J].實驗室研究與探索，2007，（12）：7578.

[5]張遠輝，張鼎，許昌，等.基于Proteus的XY數控工作臺仿真模型設計[J].實驗技術與管理，2015，（3）：133136.