王 琰

（連云港廣播電視大學，江蘇 連云港 222006）

淺談基于Proteus的單片機課程仿真教學

王 琰

（連云港廣播電視大學，江蘇 連云港 222006）

單片機課程是電氣自動化、機電一體化等專業(yè)開設(shè)的非常實用的專業(yè)課程。利用 Proteus軟件開展單片機的仿真教學大大提高教師的教學質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣。本文從單片機課程概述、單片機仿真教學及對Proteus軟件介紹進行講述并通過舉例簡要說明電路的仿真過程。

Proteus；單片機課程；仿真教學

一、單片機課程概述

單片機課程是為電氣自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程，本課程不僅具有較深的理論體系，也是一門實踐性非常強、軟件編程與硬件緊密結(jié)合的課程。本課程硬件部分的理論基礎(chǔ)主要是電子技術(shù)基礎(chǔ)（包含模擬電子、數(shù)字電子），軟件部分主要理論基礎(chǔ)是數(shù)學知識和程序設(shè)計基礎(chǔ)。使學生在掌握單片機硬件結(jié)構(gòu)知識的基礎(chǔ)上學會匯編語言編程的方法與技巧。本課程重點培養(yǎng)學生對單片機系統(tǒng)獨立分析、設(shè)計、調(diào)試和制作的技能，具有小型單片機電子產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計能力，提高學生對單片機電子產(chǎn)品的應(yīng)用創(chuàng)新能力，強化學生職業(yè)技能的培養(yǎng)。

二、單片機課程仿真教學

單片機課程仿真教學主要指教師在單片機課程教學過程中充分利用單片機仿真軟件提供的虛擬實驗環(huán)境向?qū)W生展示對單片機系統(tǒng)電路的分析、設(shè)計、搭建、測量調(diào)試到運行等一系列軟硬件仿真過程。通過仿真教學教師可以將原本只能在教室完成的課本上枯燥無味、抽象深奧、難以理解和記憶的理論知識通過計算機虛擬實驗平臺以生動、活潑、逼真等多種形式（如按鈕的按動、發(fā)光、聲音）表現(xiàn)出來。教師可以邊講理論邊通過虛擬實驗將程序或電路的運行效果實時展示出來，實現(xiàn)將理論知識同步虛擬實踐化。同時在教學中教師可以根據(jù)所教內(nèi)容不同可以方便的實現(xiàn)對虛擬實驗環(huán)境中電路結(jié)構(gòu)的修改和程序調(diào)試。

三、Proteus軟件的介紹

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司開發(fā)的電子設(shè)計自動化軟件（EDA）。其由Proteus ISIS和Proteus ARES兩個軟件構(gòu)成。Proteus ISIS是一款電子電路系統(tǒng)原理圖設(shè)計與輸入和電子電路運行仿真平臺軟件，Proteus ARES是一款高級PCB布線編輯軟件。Proteus ISIS軟件中不僅提供了含有大量元件的元件庫，還提供一系列可視化虛擬儀器及激勵源（如：示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀、計數(shù)/定時器及各類電壓電流表等）。不僅可以對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路進行仿真設(shè)計，其最大特色還可以實現(xiàn)對單片機仿真及單片機外圍器件電路系統(tǒng)的仿真與設(shè)計。其主要功能包括對單片機電路系統(tǒng)原理圖的搭建、將單片機仿真與 SPICE電路仿真相結(jié)合實現(xiàn)交互化和可視化的仿真功能、支持軟件程序的調(diào)試仿真。用戶在Keil C51開發(fā)環(huán)境中進行軟件編程經(jīng)調(diào)試后形成編譯文件，然后在Proteus環(huán)境中搭建好單片機硬件電路系統(tǒng)原理圖，最后將之前形成的編譯文件導(dǎo)入到Proteus軟件中，點擊運行按鈕即可實時觀看電路的運行效果。由于此軟件能對單片機進行仿真且功能強大因此受到從事單片機教學的老師、學生及長期從事單片機開發(fā)應(yīng)用用戶的青睞。

四、Proteus在單片機課程仿真教學中的應(yīng)用舉例

下面以單片機P0口實現(xiàn)流水燈電路功能測試為例簡單說明仿真過程。本電路P0口驅(qū)動八個發(fā)光二極管，其中一組接在P0.0、P0.2、P0.4、P0.6端的四個發(fā)光二極管發(fā)綠光，另一組接在P0.1、P0.3、P0.5、P0.7端的四個發(fā)光二極管發(fā)黃光。這兩組發(fā)光二極管輪流點亮。

1.流水燈程序流程圖與軟件編程

程序流程圖

軟件編程：

2.將編好的程序代碼輸入Keil μVision2軟件中以便創(chuàng)建新的擴展名為 .ASM的源程序文件，并通過Keil μVision2軟件對該源程序文件進行編譯，如果編譯成功則自動創(chuàng)建.HEX編譯文件。如圖1所示。

圖1

3.在Proteus ISIS仿真環(huán)境中進行單片機硬件電路的搭建。本電路采用AT89C51型號單片機，晶振頻率為6MHZ。如圖2所示。

圖2

4.將經(jīng)過編譯成功的.HEX編譯文件導(dǎo)入到Proteus中的單片機中。具體方法雙擊單片機符號，在彈出的編輯元件窗口中的程序文件一欄選擇需要的.HEX編譯文件并將其導(dǎo)入。

5.點擊運行仿真按鈕，即可觀看到逼真的實驗效果。其中四個黃燈亮，綠燈滅（如圖 3）。延時一斷時間后黃燈滅，四個綠燈亮（如圖4），依次循環(huán)。

圖3

圖4

五、結(jié)束語

對于學生而言學習單片機主要難在軟件編程方面，對于紙上談兵式的教學方法無疑加大學生對本課程的枯燥感。通過將Proteus軟件應(yīng)用到單片機仿真教學中，使得原本枯燥的程序代碼變得更加的生動形象，方便了教師的教與學生的學，加深了學生對軟件程序的理解和硬件結(jié)構(gòu)知識的掌握，提高了學生的學習興趣，對于教學質(zhì)量的提高起到了事半功倍的效果，同時還可以激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。

[1] 劉志京. Proteus在控制系統(tǒng)綜合課程設(shè)計教學中的應(yīng)用[J]. 北京印刷學院學報，2011，（6）.

[2] 陳卉. 單片機原理及其教學創(chuàng)新技術(shù)研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，（32）.

[3] 王嘯東. 高職院校單片機課程教學方法探討[J]. 湖北成人教育學院學報，2011，（6）.

Simulation Teaching of Single Microcomputer Curriculum Based on Proteus

Wang Yan

Single microcomputer curriculum is a practical specialized course aimed for electric automatization and mechatronics majors. It is a good way to apply Proteus software into simulation teaching of single microcomputer curriculum, in order to improve the teaching quality and stimulate students’ learning interest.

Proteus; single microcomputer curriculum; simulation teaching

G423

A

1008-7427（2012）09-0128-02

2012-06-14

作者系連云港廣播電視大學信息工程系講師。