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(yōu)點，以及教學案例的開發(fā)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(yè)的一門專業(yè)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(tǒng)，能夠對單片機系統(tǒng)中的電路進行分析和初步設計?？梢哉f，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(tǒng)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(nèi)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)場演示，優(yōu)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(fā)的EDA工具軟件，能進行單片機應用系統(tǒng)虛擬設計，支持類型廣泛的主流單片機內(nèi)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(fā)環(huán)境進行聯(lián)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(jù)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(xiàn)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(fā)

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(lián)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(fā)以及電平觸發(fā)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(lián)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)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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