劉麗 華北機電學校 山西長治

基于Proteus設(shè)計電子臺歷的單片機教學

劉麗 華北機電學校 山西長治

在單片機教學中借助設(shè)計電子臺歷這個最具代表性案例教學能很好的給學生講述，如何運用Proteus進行程序設(shè)計并實現(xiàn)相關(guān)功能和調(diào)試。運用這種案例進行授課不但能實現(xiàn)讓學生掌握和運用單片機的教學目的，還可以提高學生的主觀能動性，提升對學生的創(chuàng)新能力及訓練學生把知識運用到實際實踐中的能力，真正實現(xiàn)讓學生從做中學，做中學的教學觀念。

Proteus 單片機教學 電子臺歷 電路

在當今社會中，單片機已經(jīng)成為微控制系統(tǒng)的重要部分，其技術(shù)發(fā)展突飛猛進，但是掌握單片機知識的人卻不多。因此，為了培養(yǎng)出大量單片機相關(guān)的高素質(zhì)人才，我國很多院校紛紛在相關(guān)理工科專業(yè)中開設(shè)了單片機課程。以往的單片機教學主要以老師進行講述為主，學生動手實踐的機會非常少，就算是實踐也僅僅是以簡單的“流水燈控制”實驗為主，這類教學方法簡單、易操作、目的性強，操作和硬件發(fā)配固定，學生很難在這樣的學習中提起興趣。而且通過這種上課模式學生不能深入了解電路，不能把知識轉(zhuǎn)化為實踐能力，所學知識往往停留在理論階段，很難達到教學目的。傳統(tǒng)教學方式不僅會降低學生的學習熱情，還會降低了學習效果。Proteus仿真軟件的設(shè)計非常人性化，操作簡單、方便、快捷，不但可以節(jié)約設(shè)計、開發(fā)時間，還能給學生學習帶去便利，提升學生的學習效率，對于單片機學習有非常重要的意義。本文基于Proteus軟件，以任務驅(qū)動教學的方式讓學生自主設(shè)計一個功能完善的電子臺歷，以此來實現(xiàn)單片機教學的目的。

1 采用基于Proteus進行單片機教學的好處

1.1 Proteus概述

Proteus軟件是一家英國企業(yè)研發(fā)出來的EDA工具軟件，這款軟件主要由電子仿真平臺軟件(ISIS)和布線編輯軟件（ARES）兩部分組成。Proteus軟件系統(tǒng)又集合了虛擬系統(tǒng)模型（Proteus）和印刷電路板設(shè)計為一體，在該系統(tǒng)中不但可以設(shè)計、模擬電路，還可以讓學生體驗多種信號的微控制。Proteus現(xiàn)在已經(jīng)在很多學校和企業(yè)中得到了運用，可以說它出現(xiàn)讓PCB完整教學得到實現(xiàn)，對單片機的教學有非常重要的意義。

1.2 利用Proteus開展教學的好處

以往的單片機教學多是采用傳統(tǒng)的實驗箱，在這種教學模式中學生只要充分預習課本就能掌握實驗環(huán)節(jié)，對提升學生對單片機的掌握能力非常有限。而運用Proteus進行的單片機教學不僅輕松、易操作，而且還可以滿足和實現(xiàn)學生對各種電路探究，不但可以提升學生的學習熱情，發(fā)散他們的學習思維和提高他們學習的主觀能動性和創(chuàng)新思維，還可以減少學校在單片機實驗中的硬件投入。最后就是在Proteus系統(tǒng)中有大量的案例，學生可以在遇到問題和沒有設(shè)計思路時進行參考學習，使學習更加積極主動。所以在單片機教學中基于proteus的教學模式比以往的機箱教學更具有優(yōu)勢，是值得所有單片機教學組織機構(gòu)充分利用的教學方法。

2 如何開展基于Proteus電子臺歷設(shè)計教學

2.1 教學簡介

電子臺歷是生活中非常常見的時間工具，它誤差小，調(diào)整方便。他的制作原理就是1、硬件方面：運用單片機、LCD電路和相關(guān)按鈕。2、軟件方面：在kill環(huán)境中編寫，并在Porteus中進行聯(lián)調(diào)，以保證程序最后能實現(xiàn)實時控制。最后需要在Proteus仿真軟件中嵌入程序生成的hex文件。

2.2 如何進行硬件設(shè)計

因為該任務的最終目的是為了讓學習者掌握單片機的程序設(shè)計和電路連接，因此在程序設(shè)計方面主要使用可以進行定時中斷控制的定時器和LCD顯示器；而時間方面的設(shè)置、調(diào)節(jié)都通過程序完成。經(jīng)過本實驗，不僅可以提升學生的發(fā)散思維和實踐能力，還能提升學生的學習積極性。

實現(xiàn)電子臺歷的功能要設(shè)置三個開關(guān)，S1用來調(diào)出主菜單，S2是增加，S2是減少。操作原理如下：按一下S1表示調(diào)整秒，連續(xù)按兩次表示調(diào)整分，三次調(diào)整時，四次調(diào)整日，五次調(diào)整月，六次調(diào)整年，七次調(diào)整星期，八次表示調(diào)整完畢。

2.3 結(jié)果

在給系統(tǒng)進行通電運行后，首要的就是初始化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，和對時間進行調(diào)整。按照上述的操作方法把時間按需要進行修改。等到所有的數(shù)據(jù)都修改完成后，再按一次S1，這樣電子臺歷就運用開始就開始運行了。通過Proteus進行的單片機系統(tǒng)實驗具備功能完善、可操作性強、界面友好等優(yōu)點。這種針對單片機的教學模式在今后定會在各大科研機構(gòu)和高校的實驗室中大量運用，也回來各類少年宮和科技博覽館中進行。另外該系統(tǒng)有很優(yōu)秀的擴展性和移植性，只要掌握了電子臺歷的設(shè)計原理，就可以通過簡單的轉(zhuǎn)變把該系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜谑覂?nèi)、室外的遠程檢測工具等其他功能的相關(guān)設(shè)備。基于proteus設(shè)計的電子臺歷教學是一堂綜合性很高的實踐課程。

3 總結(jié)

在單片機教學中運用Proteus仿真平臺，打破了傳統(tǒng)的教學模式，即合理利用了傳統(tǒng)的軟件教學，又為學生在學習單片機的教學實驗中增加了新方法，即增加了教學樂趣，又提升了單片機教學的可操作性。運用Proteus平臺進行教學不僅可以讓學生發(fā)揮想象力，獨立設(shè)計自己感興趣的電路，還可以及時給學生進行教學評價反饋，讓學生及時得到教學反饋。不但調(diào)動了學生的學習積極性，而且提升了學生的創(chuàng)造力。

[1]譚浩強.C程序設(shè)計[M].2版.北京:清華大學出版社,1999:20.

[2]方怡冰.單片機課程的教學與實驗改革[J].電氣電子教學學報,2006,28(3).

劉麗（1985—5），女，漢族，山西屯留人，本科，講師，研究方向：信號與信息處理。