基于protues提高單片機學習效果的實踐研究

梁麗麗

[摘 要] 單片機技術應用課程是江蘇省南通中等專業(yè)學機電高職學生必修的專業(yè)課，有很強的理論性和實踐性。傳統(tǒng)單片機課以理論課為主、實驗課為輔。除實驗課不能保證每節(jié)課能約上外，實驗設備還不能及時更新，稍有不慎還會燒壞，學習效果可想而知。基于protues的單片機學習法能夠大力改善這種問題，讓學生及時調試程序，觀察實驗效果，大大增強了學生的學習效果。

[關 鍵 詞] 單片機技術；學習效果；實踐研究；學習效果

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）03-0077-01

一、學生學習單片機現(xiàn)狀研究

單片機技術應用課程是我校機電高職學生必修的一門專業(yè)課，有很強的理論性和應用性。可每每上單片機課學生都很頭疼，老師也感覺束手無策。但隨著社會自動化程度不斷提高，生活對單片機專業(yè)人才的需求還很高。傳統(tǒng)方法學習單片機困難，原因是多樣的。筆者自2008年任教來一直從事單片機課程教學，喜歡借助信息化技術輔助教學，從一開始使用Multisim仿真到現(xiàn)在的Protues，它們各有優(yōu)勢，單片機Protues仿真可以聯(lián)調，更適合學生學習。接下來我以鍵盤控制數(shù)碼管為例完整介紹基于protues單片機的教學心得。

二、教材重整

傳統(tǒng)單片機教材內容通常以單片機硬件結構、指令系統(tǒng)、程序設計、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、串行通信、A/D、D/A轉換這八個章節(jié)順序講解。理論性很強，學生接受難度較大。基于學生學習現(xiàn)狀，將教材章節(jié)進行重新整合，設計由易到難。分成若干個小項目，如最小系統(tǒng)、廣告燈、籃球比賽計分器、簡易計算器、安防報警、秒表、電機控制等。配合信息化技術采用protues和keil軟件聯(lián)調手段，及時呈現(xiàn)效果。這樣學生無需擔心設備損壞，可以大膽嘗試，學生學習興趣大有提高，大大提高了單片機學習效果。

三、教學項目任務設計

我所教的學生是機電高職學生，針對他們的專業(yè)特性和理解能力，對每個項目給出了具體任務。部分任務如下表所示。

四、protues和keil軟件聯(lián)調，在教學中的實例

本文以單片機課程中的簡易計算器為例，介紹protues和keil聯(lián)調仿真方法。學生通過自己在protues環(huán)境中繪制電路圖，可以驗證電路設計的合理性，從而進一步理解單片機原理。具體操作過程如下：（1）運行Keil uvision4，新建工程項目“簡易計算器”，將項目功能設置成12MHZ，輸出.HEX文件。（2）新建“簡易計算器.asm文件”并添加到“簡易計算器”項目中。編譯運行檢查錯誤，當無錯誤后，將產(chǎn)生“簡易計算器.HEX”文件，添加到Protues仿真單片機中。（3）運行Protues的ISIS professional程序，根據(jù)項目清單選擇元器件。（4）根據(jù)元件清單，在ISIS professional的“pick Device中根據(jù)元件型號找出元器件。（5）畫原理圖。（6）根據(jù)硬件I/O接口，編程、并再次編譯。（7）雙擊單片機芯片，進行設置。（8）打開ISIS professional，點擊全速運行，可以查看程序效果。（9）若仿真效果不符合預期，可以用Keil和Protues聯(lián)調，逐條調試，點擊keil “debug”，找出具體問題原因。

五、信息化教學效果

與傳統(tǒng)單片機教學效果相比，信息化教學效果是顯著的。自從采用了protues仿真軟件后，一改之前單片機課死氣沉沉的景象，學生在課上變得有事可做，甚至來不及做。當然，來不及解決問題的學生可以將項目拷回家繼續(xù)研究。這是傳統(tǒng)單片機學習做不到的地方。通過一個個項目驅動，讓學生每學一個知識點都有直接的學習效果，促進了學生主動學習。更重要的是，仿真軟件的使用解決了學生遇到程序故障沒有頭緒可尋的問題。學生通過作圖，遇到電氣故障，進一步掌握了電路知識。通過任務驅動，分工協(xié)作，還提高了學生的溝通和協(xié)作能力，這些為他們以后的就業(yè)奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]葛金印，耿粹.單片機技術應用[M].高等教育出版社，2009.

[2]朱清慧.Protues教程：電子線路設計、制版與仿真[M].北京清華大學出版社，2012.

[3]顧菊芬.虛擬實驗在單片機教學中的應用[J].科學技術，2008（21）.