利用Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真軟件增強(qiáng)單片機(jī)教學(xué)的多媒體效果

摘要:在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程理論教學(xué)中，由于缺乏形象直觀的教學(xué)載體，多為抽象的理論描述和難懂的匯編代碼;而實(shí)踐環(huán)節(jié)中知識(shí)點(diǎn)覆蓋面窄，硬件投入大。這對(duì)于強(qiáng)調(diào)教學(xué)的形象直觀性，注重實(shí)踐能力培養(yǎng)的高等職業(yè)學(xué)院的教學(xué)十分不利，因此文中提出在單片機(jī)教學(xué)中引入Proteus仿真軟件，以增強(qiáng)單片機(jī)教學(xué)的多媒體效果，加強(qiáng)教學(xué)的形象直觀性，同時(shí)在實(shí)踐環(huán)節(jié)中運(yùn)用該軟件，以達(dá)到節(jié)約教學(xué)成本，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。

關(guān)鍵詞:Proteus;單片機(jī);多媒體教學(xué);仿真;虛擬實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào):TP37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)24-6991-04

Making Use of Simulation Software Proteus to Enhance the Multimedia Effect in Teaching of the SCM

XU Xiao-dong

(Yunnan Vocational Institute of Energy Technology， Qujing 655001， China)

Abstract: In the theoretical teaching of Single Chip Micyoco (SCM)， it is always abstract theoretical description and elusive assembly codes because of the lack of intuitionistic teaching carrier. In the practical process， the knowledge points are insufficient to use and the investment of hardware is large. All of those go against the emphasis of visual teaching and practical abilities in vocational education. So this paper points out to use simulation software Proteus in the teaching of single chip micyoco to enhance the multimedia and intuitionistic effects， and reach the goal of saving educational costs and improving students' abilities for hands-on practice.

Key words: proteus; single chip micyoco; multimedia teaching; simulation; Virtual Experiment

單片機(jī)由于體積小，重量輕，具有高度的靈活性且價(jià)格低廉，具有邏輯判斷、定時(shí)計(jì)數(shù)等多種功能，因此廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備的智能化管理和過(guò)程控制等領(lǐng)域。以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為目前電子設(shè)計(jì)最活躍的領(lǐng)域之一。目前，在很多高等職業(yè)學(xué)院的電子類和計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)中都開設(shè)了不同類型的單片機(jī)課程及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)。而該課程屬于理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，在教學(xué)過(guò)程中必須軟件與硬件相結(jié)合。但在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程理論教學(xué)中，由于缺乏形象直觀的教學(xué)載體，多為抽象的理論描述和難懂的匯編代碼，因此造成了老師感到難教，學(xué)生覺得難學(xué)的尷尬局面[1]。特別是在課堂教學(xué)過(guò)程中，雖然現(xiàn)在很多學(xué)校有多媒體教室，有計(jì)算機(jī)、投影儀等設(shè)備，也有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，但卻難以將多媒體教學(xué)設(shè)備、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和將要講授的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，達(dá)到形象直觀的多媒體教學(xué)效果。單片機(jī)課堂教學(xué)演示難以見到效果的原因很多，其中一個(gè)很重要的原因是課堂教學(xué)演示較困難，效果也不理想。通常，要做一次課堂演示實(shí)驗(yàn)需要用到如下設(shè)備:計(jì)算機(jī)、仿真器或編程器、電源和實(shí)驗(yàn)電路板。其中仿真器或編程器要與計(jì)算機(jī)相連，電源要接到實(shí)驗(yàn)電路板上，為了上一節(jié)課，教師要準(zhǔn)備較長(zhǎng)的時(shí)間。如果用仿真器做實(shí)驗(yàn)，那么仿真頭要與實(shí)驗(yàn)電路板相連，教師在課堂教學(xué)中需展示實(shí)驗(yàn)電路板，稍有不慎就可能會(huì)損壞仿真頭或?qū)嶒?yàn)電路板。如果用編程器寫芯片的方法來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那么就得多次在實(shí)驗(yàn)板與編程器之間拔、插芯片，很麻煩且效率低。即使勉強(qiáng)做下來(lái)，由于實(shí)驗(yàn)電路板上的器件尺寸較小，學(xué)生很難看清楚有關(guān)的細(xì)節(jié)，教學(xué)效果不佳[2]。以一個(gè)簡(jiǎn)單的片內(nèi)內(nèi)存置位(或清零)的MCS-51匯編程序?yàn)槔?，為運(yùn)行該程序，假設(shè)需要一個(gè)MCS-51單片機(jī)的最小系統(tǒng)，該系統(tǒng)的原理圖可以幻燈片的形式顯示在投影屏幕上，程序也可在投影屏幕上顯示，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備也可以實(shí)物形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，但程序在單片機(jī)中是如何運(yùn)行的，執(zhí)行效果如何，如果不使用仿真器或仿真軟件，教師也只能按照匯編程序代碼一條指令一條指令的解釋一遍，達(dá)不到多媒體教學(xué)所應(yīng)有的效果。再說(shuō)目前一般學(xué)校所使用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，一般是制成成品的教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，而且只能做一些最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是教師還是學(xué)生，使用這些實(shí)驗(yàn)箱很難十分順手地搭建所需的教學(xué)演示(或?qū)嶒?yàn))系統(tǒng)，因此達(dá)不到訓(xùn)練與提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。而如果在單片機(jī)教學(xué)中使用Proteus仿真軟件，不但在課堂教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)需要靈活設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)，并使用其提供的各種虛擬儀器和設(shè)備增強(qiáng)多媒體教學(xué)的效果，并且在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生也可使用該軟件制作自己的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)該軟件的仿真功能完成自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以達(dá)到訓(xùn)練與提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中使用Proteus軟件仿真，增強(qiáng)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，減少了相應(yīng)的硬件投入，節(jié)約了教學(xué)成本。

1 Proteus簡(jiǎn)介

Proteus是由英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的一款基于SPICE3F5仿真引擎的混合電路仿真軟件，該軟件不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，更是目前世界上最先進(jìn)、最完整的多種型號(hào)微控制器(即單片機(jī))系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它真正實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過(guò)程[3]。Proteus由兩部分組成:一部分是智能原理圖輸入系統(tǒng)ISIS(Intelligent Schematic Input System)和虛擬系統(tǒng)模型VSM(Virtual Model System);另一部分是高級(jí)布線及編輯軟件ARES(Advanced Routing and Editing Software)。Proteus具有如下特點(diǎn):

[1]實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真與SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)仿真、動(dòng)態(tài)仿真、IIC調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能。

[2]提供了多種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等;多種顯示設(shè)備，如模擬儀表、數(shù)字儀表、串口終端、噪聲與失真信號(hào)顯示器等，還有各種調(diào)試信號(hào)，直流、交流、脈沖及各種變化信號(hào)等，極大地方便了仿真調(diào)試。

[3]支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。Proteus目前支持的單片機(jī)類型有:68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列、ARM系列以及各種外圍芯片。相比之下，通常所用的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板只能支持51系列和其它很少的一小部分芯片。

[4]提供調(diào)試功能。Proteus的仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。Proteus軟件自身只帶匯編編譯器，不支持C語(yǔ)言。但可以將它與Keil C51集成開發(fā)環(huán)境連接，可將使用匯編和C語(yǔ)言編寫的程序編譯好之后，立即進(jìn)行軟硬件結(jié)合的系統(tǒng)仿真，像使用仿真器一樣來(lái)調(diào)試程序。

[5]具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能和PCB設(shè)計(jì)功能，可以生成多種格式的文件，供相關(guān)的專業(yè)PCB設(shè)計(jì)工具調(diào)用，可以很方便地進(jìn)行后續(xù)PCB的設(shè)計(jì)。

Proteus在仿真過(guò)程中與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，用戶可以用鼠標(biāo)單擊開關(guān)、鍵盤、電位器、可調(diào)電阻等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型，使單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)輸入信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)，并將響應(yīng)處理結(jié)果實(shí)時(shí)地顯示在LED、LCD等動(dòng)態(tài)顯示器件上，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)交互式仿真。整個(gè)仿真過(guò)程與真實(shí)的軟件、硬件調(diào)試過(guò)程相似。

Proteus提供了豐富的元器件庫(kù)(30多個(gè)元件庫(kù))，ISIS的庫(kù)中有TTL、CMOS、ECL元件、各種微控制器(單片機(jī))、存儲(chǔ)器和模擬集成電路，還有二極管、雙極性晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件，電阻、電容、晶振等常用分立元件，總共有8000多個(gè)。此外，對(duì)于元件庫(kù)中沒有的元器件，用戶也可依照需要自己創(chuàng)建元器件。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入/輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。

2 在單片機(jī)課堂教學(xué)中使用Proteus仿真軟件

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，目前在課堂教學(xué)中都大量使用多媒體教學(xué)設(shè)備，將所要講授的教學(xué)內(nèi)容制作成幻燈片，并在其中插入大量圖片，音/視頻效果，并列舉大量的實(shí)例，采用實(shí)例演示的教學(xué)方法，來(lái)達(dá)到教學(xué)內(nèi)容的形象、直觀、生動(dòng)和有趣的效果，使學(xué)生容易理解和接收所教授的內(nèi)容，并對(duì)其產(chǎn)生興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。

在單片機(jī)課堂教學(xué)中使用Proteus仿真軟件，其一是制作原理圖，其二是在原理圖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地交互式仿真，達(dá)到課堂上實(shí)例演示的教學(xué)效果。以前為了在幻燈片中插入一張?jiān)韴D，授課教師必須自已手工繪制，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且繪制出來(lái)的僅僅是一張?jiān)韴D圖片，除了作為幻燈片中的一張插圖外沒有其它用處。而利用Proteus仿真軟件制作的原理圖，它不僅僅可以作為幻燈片中的插圖，更主要的是在此原理圖的基礎(chǔ)上，可以演示實(shí)例的交互式仿真效果，讓學(xué)生能通過(guò)仿真軟件體會(huì)到單片機(jī)系統(tǒng)硬件是如何設(shè)計(jì)的，程序在單片機(jī)中是如何運(yùn)行的，執(zhí)行效果如何，所開發(fā)的軟件是如何進(jìn)行調(diào)試的等工作過(guò)程，使學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生興趣。

利用Proteus仿真軟件進(jìn)行多媒體教學(xué)，可設(shè)計(jì)大量的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例[4]，用Proteus軟件演示從單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)到軟件開發(fā)、調(diào)試的全過(guò)程，并演示運(yùn)行結(jié)果。這樣有助于學(xué)生深刻理解單片機(jī)原理和直觀地掌握單片機(jī)軟/硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試及其仿真過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。例如，以引言中所述的一個(gè)簡(jiǎn)單的片內(nèi)內(nèi)存置位(或清零)的MCS-51匯編程序[5]為例，運(yùn)行該程序所需的MCS-51單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖1所示。

完成置位操作的源程序如下:

ORG0000H

SJMP 0030H;跳轉(zhuǎn)到程序開始位置

ORG0030H

MOVR0，#30 ;置位次數(shù)設(shè)置

MOVR1，#40h;指向置位開始地址

SETD: MOVA，#0FFH;將累加器置位

MOV@R1，A;將累加器的內(nèi)容送入R1所指地址

INCR1 ;指向下一個(gè)地址

DJNZ R0，SETD;是否已達(dá)置位次數(shù)，否，繼續(xù)置位

SJMP $

END

上述匯編程序代碼既可以使用Proteus自帶的SRCEDIT.EXE編輯程序進(jìn)行編輯，并使用其自身的編譯功能生成最終的HEX文件，也可以Keil C51集成開發(fā)環(huán)境對(duì)源程序進(jìn)行編輯和編譯。有關(guān)Proteus與Keil C51集成開發(fā)環(huán)境聯(lián)調(diào)的設(shè)置請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[6]。

使用文本編輯器編輯好匯編源程序并保存后，在Proteus ISIS的菜單欄中選擇“源代碼”→“全部編譯”選項(xiàng)來(lái)編譯源文件，如果源程序中沒有錯(cuò)誤，將生成最終的目標(biāo)文件——HEX文件，生成了HEX文件后，即可在Proteus ISIS的菜單欄中選擇“調(diào)試”→“開始/重新啟動(dòng)調(diào)試”選項(xiàng)來(lái)調(diào)試和執(zhí)行程序了，在調(diào)試時(shí)需打開一些觀察窗口，如圖2所示。

由于上述例子中所使用的電路是一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)，沒有相關(guān)的顯示設(shè)備，以及能反映程序執(zhí)行效果的可觀察設(shè)備，程序運(yùn)行的結(jié)果如何，必須通過(guò)Proteus所提供的一些觀察窗口來(lái)察看。如圖6所示，在圖中有四個(gè)觀察窗口，一個(gè)用于顯示源代碼的調(diào)試窗口，一個(gè)用于顯示程序在執(zhí)行過(guò)程中CPU各寄存器狀況的窗口，一個(gè)用于顯示程序在執(zhí)行過(guò)程中片內(nèi)內(nèi)存狀況的窗口中，還有一個(gè)用于顯示程序在執(zhí)行過(guò)程中特殊功能寄存器狀況的窗口，這些窗口都可以在發(fā)出“開始/重新啟動(dòng)調(diào)試”命令后，在“調(diào)試”菜單中分別勾選“8051 CPU Source Code-U1”、“8051 CPU Registers_U1”、“8051 CPU Internal(IDATA) Memory-U1”和“8051 CPU SFR Memory-U1”等選項(xiàng)打開。通過(guò)這些窗口，在我們按下F11鍵單步執(zhí)行程序時(shí)，可觀察到程序下一步要執(zhí)行的代碼，執(zhí)行完一條指令后CPU各寄存器，片內(nèi)內(nèi)存區(qū)域，特殊功能寄存器區(qū)域的變化情況。正如圖中所示，當(dāng)執(zhí)行完30次置位操作后，片內(nèi)內(nèi)存區(qū)域的0x40H至0x5DH段的存儲(chǔ)單元內(nèi)容被置為0xFFH，寄存器R0中數(shù)字被遞減到0x00H。在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中沒有用到虛擬儀器和顯示設(shè)備，只是通過(guò)Proteus所提供的一些觀察窗口來(lái)觀察程序執(zhí)行的情況，以達(dá)到仿真調(diào)試的目的。

下面的例子中使用到了Proteus所提供虛擬儀器和虛擬設(shè)備，從中可以看出虛擬儀器和虛擬設(shè)備的使用方法，同時(shí)也體現(xiàn)出使用Proteus仿真所帶來(lái)的多媒體教學(xué)效果。該實(shí)例是使用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，并使用虛擬示波器觀察各勵(lì)磁線圈中的數(shù)字脈沖信號(hào)。電路原理圖如圖3所示。

完成控制的源程序如下[7]:

ORG00H

START:MOVDPTR，#TAB1

MOVR0，#03

MOVR4，#0

MOVP1，#3

WAIT:MOVP1，R0;初始角度，0度

MOVP0，#0FFH

JNBP0.0，POS;判斷鍵盤狀態(tài)

JNBP0.1，NEG

SJMPWAIT

JUST:JBP0.1，NEG;首次按鍵處理

POS:MOVA，R4;正轉(zhuǎn)9度

MOVCA，@A+DPTR

MOVP1，A

ACALLDELAY

INCR4

AJMPKEY

NEG:MOVR4，#6;反轉(zhuǎn)9度

MOVA，R4

MOVCA，@A+DPTR

MOVP1，A

ACALLDELAY

AJMPKEY

KEY:MOVP0，#03H;讀鍵盤情況

MOVA，P1

JBP0.0，F(xiàn)Z1

CJNER4，#8，LOOPZ;是結(jié)束標(biāo)志

MOVR4，#0

LOOPZ:MOVA，R4

MOVCA，@A+DPTR

MOVP1，A;輸出控制脈沖

ACALLDELAY;程序延時(shí)

INCR4;地址加1

AJMPKEY

FZ1:JBP0.1，KEY

CJNER4，#255，LOOPF;是結(jié)束標(biāo)志

MOVR4，#7

LOOPF:DECR4

MOVA，R4

MOVCA，@A+DPTR

MOVP1，A;輸出控制脈沖

ACALLDELAY;程序延時(shí)

AJMPKEY

DELAY:MOVR6，#5

DD1:MOVR5，#080H

DD2:MOVR7，#0

DD3:DJNZR7，DD3

DJNZR5，DD2

DJNZR6，DD1

RET

TAB1:DB02H，06H，04H，0CH

DB08H，09H，01H，03H;正轉(zhuǎn)模型資料

END

將上述源程序輸入并編譯后，即可開始進(jìn)行仿真操作。在Proteus ISIS的菜單欄中選擇“調(diào)試”→“執(zhí)行”選項(xiàng)，或按下F12鍵后開始運(yùn)行程序，然后點(diǎn)擊原理圖中的“正轉(zhuǎn)”按鈕，可看到圖中的步進(jìn)電機(jī)在作正向(順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)下方顯示出所轉(zhuǎn)過(guò)的角度值，效果如圖4所示。

在“調(diào)試”菜單中勾選上“Digital Oscilloscope”選項(xiàng)，可打開虛擬示波器窗口，在該窗口中可觀察到控制信號(hào)的波形圖，圖5與圖6分別顯示出步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)的波形圖。

從上述例子中可看出，使用Proteus仿真軟件所提供的虛擬儀器和虛擬設(shè)備，再加上相關(guān)的多媒體教學(xué)設(shè)備，在課堂教學(xué)中可獲得極好的多媒體教學(xué)效果，甚至比真實(shí)的設(shè)備和儀器的演示效果還佳，由于真實(shí)設(shè)備和儀器的可觀察尺寸較小，不能投影放大，實(shí)際的演示和觀察效果并不佳。

3 Proteus仿真軟件運(yùn)用于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

單片機(jī)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)十分重要。而單片機(jī)課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，如果使用實(shí)驗(yàn)箱，則只能停留在演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的層次。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以應(yīng)用Proteus所提供的元器件模型和外設(shè)模型按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)原理圖，再利用儀器儀表的輸入輸出效果對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。這樣，學(xué)生一方面了解了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)，鍛煉了編程技術(shù)，也學(xué)習(xí)了儀器儀表的使用，提高了設(shè)計(jì)水平。

目前大多數(shù)學(xué)校都配有大量的普通PC機(jī)機(jī)房，而且硬件配置大多都能滿足Proteus的安裝與運(yùn)行要求，有的機(jī)房甚至還配有投影儀，這些都為在普通PC機(jī)機(jī)房利用Proteus開展單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和環(huán)境條件。在配有投影儀及相關(guān)多媒體設(shè)備的機(jī)房，教師可充分利用相關(guān)多媒體設(shè)備，演示使用Proteus所提供的元器件模型和外設(shè)模型按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)的原理圖，再利用虛擬儀器儀表和虛擬顯示設(shè)備來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)效果的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生甚至可以跟隨著教師的實(shí)驗(yàn)步驟，一步一步的學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。從這個(gè)角度來(lái)看，單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程與Office辦公軟件的學(xué)習(xí)過(guò)程基本上沒什么大的差別，甚至理論課堂教學(xué)和實(shí)踐性教學(xué)的界線已開始模糊，課堂教學(xué)和實(shí)踐性教學(xué)開始融合在一起了，這非常符合以工作過(guò)程為導(dǎo)向的系統(tǒng)化課程教學(xué)的環(huán)境要求，為開展以工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目化教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

基于Proteus仿真軟件進(jìn)行虛擬單片機(jī)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其課程設(shè)計(jì)[8]學(xué)習(xí)，具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，如涉及到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全面、硬件投入少、學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中損耗小、與工程實(shí)踐最為接近等。學(xué)生在掌握了相關(guān)硬件的原理及功能后，然后使用Proteus仿真軟件對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，在Proteus中仿真通過(guò)后，再進(jìn)行實(shí)際硬件電路的焊接、調(diào)試，這樣不但縮短開發(fā)了周期，也減少了硬件的損耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

Proteus仿真軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用，增強(qiáng)了教學(xué)的多媒體效果，有利于促進(jìn)課程和教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。利用Proteus提供的虛擬儀器和儀表，不但經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，而且大大提高了教學(xué)效率，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力具有現(xiàn)實(shí)意義。Proteus具有很強(qiáng)原理圖制作能力和實(shí)時(shí)交互仿真能力，使用非常方便，能很好地對(duì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的應(yīng)用電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真。將其應(yīng)用在單片機(jī)教學(xué)中，可以有效地解決學(xué)習(xí)者需要硬件投資，理論與實(shí)踐脫鉤，動(dòng)手能力差的問(wèn)題;將其應(yīng)用在實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中，可以節(jié)省大量時(shí)間，讓開發(fā)者將主要精力投放在系統(tǒng)開發(fā)上，提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本。在單片機(jī)課堂教學(xué)中采用多媒體設(shè)備和Proteus軟件相結(jié)合方式，可以使傳統(tǒng)的枯燥教學(xué)變得直觀、生動(dòng);另外，在單片機(jī)課程教學(xué)過(guò)程中，可采用項(xiàng)目教學(xué)法并加以相關(guān)的多媒體教學(xué)效果，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，對(duì)提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力起到深遠(yuǎn)的意義。但必須指出，仿真不能完全代替實(shí)物，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到很多新的問(wèn)題，我們不可能完全放棄已有的教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)手段而僅僅依靠虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。只有將Proteus的仿真結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際的電路系統(tǒng)，才能真正鍛煉學(xué)生的軟硬件綜合開發(fā)能力。

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