Keil C51和Proteus在單片機(jī)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究

高錳 谷明月

摘要 單片機(jī)的相關(guān)課程有著實(shí)用性強(qiáng)、綜合性廣的特點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生的技能水平結(jié)構(gòu)起著重要的作用。在本文中，將對(duì)在當(dāng)前校園中單片機(jī)教學(xué)所面臨的問題以及將Proteus與Keil C51應(yīng)用到單片機(jī)課堂中的更優(yōu)途徑進(jìn)行一定的分析探討。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；教學(xué)；研究；

1. 引言

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)也在飛速的發(fā)展。其中，單片機(jī)以其成本低、體積小的特點(diǎn)而被我國(guó)的各工業(yè)企業(yè)所廣泛應(yīng)用。單片機(jī)原理是一門理論知識(shí)廣、基礎(chǔ)涉及多的學(xué)科，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)，將有效的提高學(xué)生對(duì)工程問題實(shí)際解決的能力，在我國(guó)的當(dāng)今高校中占據(jù)著重要的位置，一般作為必修課來(lái)設(shè)置。在單片機(jī)課程的教學(xué)過(guò)程中，需要通過(guò)軟件與硬件相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行，而這也就為授課教師的水平帶來(lái)了更高的要求。如何能夠通過(guò)Proteus與Keil C51對(duì)單片機(jī)課堂的教學(xué)成果進(jìn)行加強(qiáng)，則成為了我們需要認(rèn)真探尋的關(guān)鍵。

2.目前單片機(jī)教學(xué)課程中的現(xiàn)狀

在我國(guó)目前的單片機(jī)教學(xué)課程中，其主要分為實(shí)驗(yàn)與理論兩個(gè)部分。而在課程的理論部分中，其對(duì)單片機(jī)的講解主要是以MCS-51系列為基礎(chǔ)模型，教師通過(guò)這個(gè)模型為學(xué)生講解單片機(jī)的基本組成機(jī)構(gòu)與工作原理等一系列的知識(shí)內(nèi)容。由于單片機(jī)課程主要是圍繞著單片機(jī)的器件、應(yīng)用與大量的系統(tǒng)指令來(lái)進(jìn)行，往往比較枯燥，這就會(huì)使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中索然無(wú)味，大大的降低了學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性。對(duì)于學(xué)生的單片機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)起到了消極的作用。

3.Proteus和Keil C51仿真軟件介紹

為了在教學(xué)的過(guò)程中能夠較好的對(duì)以上所提到的問題進(jìn)行解決，也為能夠在高校中更好的進(jìn)行單片機(jī)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，我國(guó)的高校也逐漸引入了Proteus和Keil C51仿真軟件來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)行更好的單片機(jī)操作體驗(yàn)。

Proteus是在當(dāng)前國(guó)際上非常有名的EDA工具軟件，其能夠有效的將PCB設(shè)計(jì)方式同電路仿真技術(shù)與模型仿真進(jìn)行結(jié)合。它無(wú)論是從原理圖還是對(duì)代碼的調(diào)試都能夠做到仿真，從而有效的將產(chǎn)品制作過(guò)程中的概念階段與制作階段進(jìn)行整合。而在編譯階段，就需要用到Keil C51軟件，它是一套能夠兼容單片機(jī)的C語(yǔ)言軟件編譯系統(tǒng)。它具備了豐富的功能、調(diào)試工具與函數(shù)庫(kù)。同時(shí)還有著操作界面直觀、代碼較易理解的特點(diǎn)，近年來(lái)在單片機(jī)的領(lǐng)域得到了廣泛使用。而更妙的是通過(guò)Proteus與Keil C51軟件的有效結(jié)合，則能夠更好的發(fā)揮出其在單片機(jī)領(lǐng)域上的優(yōu)勢(shì)，從而使在單片機(jī)的仿真過(guò)程中的操作與設(shè)計(jì)更加方便、高效。

4.Keil C51和Proteus在單片機(jī)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

4.1. 軟件同硬件結(jié)合

通過(guò)Proteus同Keil C51結(jié)合所建成的單片機(jī)系統(tǒng)，則可以在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，充分的對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，而學(xué)生則可以對(duì)其所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行直接的觀察，并在實(shí)際效果的前提下對(duì)程序進(jìn)行更改。同時(shí)，學(xué)生還可以對(duì)仿真系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)指針與寄存器的變化情況進(jìn)行觀察并紀(jì)錄。當(dāng)學(xué)生編寫的程序中存在語(yǔ)法錯(cuò)誤時(shí)，就會(huì)由系統(tǒng)的編譯系統(tǒng)及時(shí)的提示出錯(cuò)信息。而經(jīng)過(guò)出錯(cuò)信息的提示，就可以使學(xué)生在對(duì)問題進(jìn)行細(xì)致的思考與同學(xué)的交流中得出正確的答案，并在錯(cuò)誤中不斷的嘗試，從而得到正確的結(jié)果。在對(duì)單片機(jī)的軟件方面進(jìn)行測(cè)試之后，就可以安排學(xué)生在萬(wàn)能板上對(duì)硬件進(jìn)行制作與測(cè)試。通過(guò)這種軟件與硬件緊密結(jié)合的方式，就可以有效的使學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與操作能力得到提高。

4.2. 項(xiàng)目式教學(xué)

對(duì)于單片機(jī)的教學(xué)來(lái)說(shuō)，僅僅依靠理論知識(shí)的講解與簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)此，教師應(yīng)當(dāng)將理論知識(shí)的教學(xué)同項(xiàng)目式教學(xué)的方式進(jìn)行有效的融合，通過(guò)項(xiàng)目這種實(shí)戰(zhàn)性的方式則會(huì)進(jìn)一步的對(duì)學(xué)生自身的應(yīng)用能力與操作能力進(jìn)行強(qiáng)化。而對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)方式實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行良好的項(xiàng)目設(shè)計(jì)則是非常重要的。

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行制定時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重項(xiàng)目的由易至難，在最開始的階段，應(yīng)盡量的設(shè)置一些學(xué)生容易操作的如：點(diǎn)亮燈光、用不同的規(guī)律點(diǎn)亮流水燈等項(xiàng)目。而在學(xué)生對(duì)這種相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單的項(xiàng)目能夠操作的比較好的時(shí)候，就可以對(duì)其適當(dāng)?shù)脑黾与y度，讓學(xué)生操作如數(shù)字電壓表、溫度計(jì)等項(xiàng)目。通過(guò)這種由間至繁的教學(xué)方式，則可以幫助學(xué)生將單片機(jī)的理論知識(shí)同項(xiàng)目的操作教學(xué)有效的進(jìn)行融合，并在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中不斷的提升自身的動(dòng)手能力與單片機(jī)知識(shí)的更深層理解。

4.3. 優(yōu)化課程設(shè)計(jì)

當(dāng)學(xué)生進(jìn)行綜合課程設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電子系統(tǒng)周期長(zhǎng)、調(diào)試?yán)щy的缺點(diǎn)而感到無(wú)從下手。而通過(guò)借助Proteus軟件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，并利用Keil編程方式來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行還原和調(diào)試工作，則可以很好的解決這個(gè)問題。如果還是沒有達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求，則可以對(duì)仿真設(shè)計(jì)進(jìn)行多次的重復(fù)與嘗試，如電子鐘、溫度計(jì)等等。

比如在使用Proteus來(lái)對(duì)單片機(jī)搶答器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就可以適時(shí)的引入相應(yīng)的仿真技術(shù)來(lái)幫助設(shè)計(jì)。這樣不僅會(huì)使此項(xiàng)產(chǎn)品的開始周期得到縮短，還能夠從長(zhǎng)遠(yuǎn)的對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行優(yōu)化。而實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)：在利用Proteus進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品中，只要在安裝、制造的環(huán)節(jié)保持水準(zhǔn)，都能夠以很大的幾率來(lái)完成目標(biāo)。

5.結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)我們?cè)趩纹瑱C(jī)的課堂上對(duì)Proteus和keil C51的合理使用，能夠更好的將單片機(jī)知識(shí)的理論同實(shí)踐融為一體。這就需要我們?cè)诮虒W(xué)的過(guò)程中，更加注重兩者的應(yīng)用方式，從而真正的對(duì)單片機(jī)教學(xué)的效率與成果得到加強(qiáng)。

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作者簡(jiǎn)介：

高錳，男，漢，1982-，河北唐山人，講師，本科，研究方向：電氣控制與自動(dòng)化。

谷明月，女，漢，1983-，河北唐山人，講師，工程碩士，研究方向：電氣自動(dòng)化。