基于Proteus和Keil的單片機課程實踐教學改革研究

摘 要：針對單片機教學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方法，通過“單片機控制的電子萬年歷”這一教學實例，闡述該方法的有效性。

關鍵詞：Proteus；Keil；單片機；實踐教學

一、單片機原理與應用教學的現狀

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

針對上述問題，本文提出基于Proteus和Keil虛擬實驗技術，重點促進學生自主動手、提升創新能力，培養創新型應用人才。

二、教改思路

在虛擬實驗技術的環境下，單片機系統的開發將變簡單：在基于原理圖的模擬模型上編程，并實現源碼級的程序仿真調試，配合各種虛擬儀表來展現單片機系統的運行過程。

首先，老師給出任務要求，講解Proteus和Keil的應用，指導學生收集項目相關資料并整理，然后自行制訂總體設計方案。

其次，學生利用Proteus和Keil的虛擬開發環境，針對所選應用系統，進行虛擬實驗、設計、開發及驗證。

最后，系統調試與仿真成功后，可對系統某部分功能或參數進行修改，進一步完善系統，或開始制作實物，為虛擬系統提供更有力的論證。

三、教學實例

傳統的實驗教學一般是先做好硬件電路，再接上硬件仿真設備進行在線調試。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軟件的結合，采用軟硬件綜合調試，大大提高了實驗教學的效率。下面以“基于單片機的萬年歷”為例做一簡述。

1.電路原理圖設計

本實例利用單片機實現萬年歷、電子時鐘、溫度計等功能，并在LCD進行顯示。根據設計要求確定系統整體設計方案：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位電路等部分構成，如圖1所示。

2.Proteus和Keil聯合仿真調試

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，仿真結果如圖2所示。

四、結語

單片機實踐教學改革運用Proteus和Keil聯合仿真功能，完成單片機系統軟硬件仿真與調試，是對傳統實物電路仿真的一種有力補充。實際應用表明，該方法在仿真成功的基礎上再進行實物制作，較大地減少了電路板制作、元器件安裝與焊接等工作，同時讓學生經歷單片機應用系統開發實現的完整過程，提高學生的自主動手和創新能力。

參考文獻：

[1]李響初.基于MCS51單片機的智能時鐘控制系統設計[J].世界電子元器件，2007（6）：50-52.

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

基金項目：咸陽師范學院校級教改項目（200902037）。

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