[摘要] 在以往的單片機教學(xué)中，常采用程序仿真或仿真器仿真。隨著單片機技術(shù)和電腦仿真軟件的不斷發(fā)展，程序仿真和仿真器仿真已經(jīng)過時。能夠?qū)⒂布蛙浖Y(jié)合在一起的Proteus仿真軟件，以其使用簡單、效果逼真生動等突出特點，非常適合在單片機教學(xué)中使用。

[關(guān)鍵詞] 單片機教學(xué) 項目仿真 Proteus仿真軟件 項目式教學(xué)

在單片機教學(xué)中，通常要使用仿真軟件進行仿真。而以往的仿真主要有兩種:其一，是程序仿真，即在仿真軟件中執(zhí)行相應(yīng)指令程序，在程序執(zhí)行過程中，可以顯示相應(yīng)寄存器中的數(shù)據(jù)或執(zhí)行結(jié)果(以數(shù)據(jù)形式)。其二，是項目仿真，即將仿真器的仿真頭插入制作好的項目硬件的單片機插座內(nèi)，執(zhí)行應(yīng)用程序，在項目硬件上觀察執(zhí)行效果是否符合預(yù)期，若不符合預(yù)期，則重新進行修改調(diào)試。對于程序仿真，其缺點是形式呆板，不直觀，學(xué)起來枯燥。對于項目仿真，是由于最初的單片機程序存貯器不能進行反復(fù)擦寫，在進行程序?qū)懭胫?，必須確認程序是正確的，為確保應(yīng)用程序的正確性，設(shè)計生產(chǎn)出了仿真器。在進行程序?qū)懭胫跋扔梅抡嫫鬟M行仿真，確認程序正確后，再將程序?qū)懭?。隨著單片機產(chǎn)品的不斷升級改進，可反復(fù)擦寫的單片機程序存貯器已經(jīng)非常普及并且價格低廉，單片機教學(xué)中的項目硬件成本要遠遠低于一個仿真器的價格。所以，利用仿真器進行項目仿真已經(jīng)有些過時了。

由于上述原因，筆者在單片機教學(xué)中，采用了Proteus仿真軟件進行仿真。Proteus仿真軟件是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)，有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等，具有強大的原理圖繪制功能;具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真等各種電路的仿真功能;提供軟件調(diào)試功能。該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大，非常適合在單片機教學(xué)中使用。

筆者在單片機教學(xué)中進行了項目式教學(xué)的嘗試，將單片機的相關(guān)知識分解融入若干個單片機控制項目中，使學(xué)生在項目制作的過程中學(xué)習(xí)掌握單片機技術(shù)。學(xué)生制作單個控制項目的順序是:第一，根據(jù)項目要求，進行相關(guān)知識的了解學(xué)習(xí)。第二，在Proteus仿真軟件中進行硬件、軟件的設(shè)計并進行仿真運行。若仿真運行成功，則再進行下一步，否則，要在仿真軟件中進行反復(fù)修改調(diào)試。第三，根據(jù)仿真電路及仿真程序進行實際項目硬件制作及軟件編寫(關(guān)于項目式教學(xué)中相關(guān)知識的了解學(xué)習(xí)以及項目硬件制作和軟件編寫的內(nèi)容本文不作敘述)。下面，以單片機教學(xué)項目“廣告燈控制電路制作”為例，說明如何利用Proteus仿真軟件進行項目硬件、軟件的設(shè)計及仿真運行。廣告燈用彩色發(fā)光二極管代替，用單片機的P2口輸出控制8個發(fā)光二極管的亮滅來實現(xiàn)廣告燈效果，這里設(shè)廣告燈的變換花樣為反復(fù)亮滅和流水燈效果。

一、利用Proteus仿真軟件進行項目硬件設(shè)計

打開仿真軟件后，首先將項目所需的元件選出加入到對象選擇器窗口，本項目用到的元件有單片機芯片AT89C51、電阻RES、電容CAP、電解電容CAP-ELEC、晶振CRYSTAL、發(fā)光二極管LED、按鍵BUTTON等。根據(jù)項目要求將相應(yīng)元件放置至圖形編輯窗口進行線路連接，最后依據(jù)相關(guān)知識進行各元件的參數(shù)設(shè)置，項目硬件電路原理圖設(shè)計就完成了。本項目的硬件電路原理圖如圖1所示，S0、R1、C1構(gòu)成單片機的復(fù)位電路，X1、C2、C3是單片機的外接晶振電路，由單片機的P2口輸出控制8個發(fā)光二極管。

二、應(yīng)用程序編寫與匯編

完成硬件設(shè)計后，在仿真軟件中新建一個文本文檔，進行程序編寫，本項目參考程序如下:

完成程序編寫后，利用仿真軟件進行程序匯編。在匯編過程中，若有語法錯誤要進行修改，若沒有語法錯誤就可以仿真運行了。

三、仿真運行

點擊仿真軟件的仿真運行按鈕進行仿真運行，本項目的仿真運行效果與實際項目的效果很相似，仿真運行效果圖如圖1～圖4所示。

利用Proteus仿真軟件進行硬件連接設(shè)計及仿真運行，使學(xué)生能夠很形象地看到設(shè)計項目的運行效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其當學(xué)生看到自己在仿真軟件中設(shè)計的項目仿真運行成功后，會有成功的自豪感，學(xué)生常會迫不及待地要進行實際項目制作和調(diào)試。該仿真軟件的仿真運行效果與實際效果很相似，經(jīng)過仿真軟件的仿真驗證后，再進行實際項目的制作，項目制作的成功率很高，從而增加學(xué)生制作新項目的信心，也有利于學(xué)生順利完成本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)?？傊P者認為，在單片機教學(xué)中，增加Proteus仿真環(huán)節(jié)非常必要，也使單片機的學(xué)習(xí)變得輕松愉快了。