孫茹樹

[摘 要] 針對中職單片機傳統(tǒng)教學(xué)中存在的課程內(nèi)容難、學(xué)生基礎(chǔ)弱等問題，提出了用Proteus仿真軟件進行單片機項目式教學(xué)的方法。由實際問題入手，通過技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識和理論，由實訓(xùn)引出相關(guān)概念、硬件設(shè)計和編程方法。該方法能大大提高教學(xué)效率，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，具有較高的推廣價值。

[關(guān) 鍵 詞] Proteus仿真軟件；項目式教學(xué)；單片機

[中圖分類號] G712 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）06-0093-01

單片機是中高職學(xué)校電類專業(yè)的必修課，是培養(yǎng)學(xué)生單片機基礎(chǔ)應(yīng)用能力和程序設(shè)計能力的核心課程，具有較強電子技術(shù)應(yīng)用能力，熟悉基于單片機電路的應(yīng)用技術(shù)設(shè)計，又具有自動化設(shè)備安裝、調(diào)試、維護能力和良好的職業(yè)素質(zhì)的高素質(zhì)技能型專門人才的培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺內(nèi)容抽象、枯燥乏味，難于理解，教學(xué)效果一直不太理想。使用Proteus軟件進行單片機系統(tǒng)的虛擬仿真實驗，為課程實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)提供了一個接近完全真實運行的實驗環(huán)境，同時也解決了教學(xué)中實驗設(shè)備硬件不足等困難。主要通過項目式教學(xué)，把實踐環(huán)節(jié)與課堂講授進行有機結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生實際設(shè)計、調(diào)試能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

一、項目準(zhǔn)備

Proteus ISIS是英國Labcenter Electronics公司開發(fā)的能對單片機應(yīng)用系統(tǒng)進行軟硬件設(shè)計、開發(fā)和運行的虛擬仿真軟件。整個工作界面分為若干個區(qū)域，由原理圖編輯窗口、預(yù)覽窗口、工具箱、主菜單欄、主工具欄等組成。

該軟件的主要特點是：（1）Proteus除了既可仿真模擬電路又可仿真數(shù)字電路以及數(shù)字、模擬混合電路外，其獨具的特色是能夠仿真各種單片機及嵌入式處理器；（2）具有各種仿真儀器儀表工具，如示波器、邏輯分析儀、各種信號發(fā)生器、計數(shù)器、電壓源、電流源、電壓表、電流表、虛擬終端等，同一種儀器儀表可在同一電路中隨意調(diào)用；（3）可以進行軟、硬件結(jié)合的系統(tǒng)仿真，且仿真是交互的、可視化的。

教學(xué)內(nèi)容為信號燈的控制：（1）單片機開發(fā)系統(tǒng)及應(yīng)用、指令的應(yīng)用、信號燈的控制；（2）信號燈的控制；（3）簡易秒表的制作、簡易數(shù)字電壓表的制作、單片機之間的雙機通信、信號燈的控制；（4）電腦鐘的設(shè)計與制作十個項目，每個項目依據(jù)具體情況分配8個學(xué)時來完成，總學(xué)時為80個學(xué)時。

二、項目實施

項目實施前，對Proteus軟件使用、專業(yè)實訓(xùn)實驗板進行介紹，然后將學(xué)習(xí)任務(wù)書、評價表下發(fā)給學(xué)生，擬定實訓(xùn)任務(wù)，布置預(yù)習(xí)教材和資料，使用過程中遇到的問題能夠通過查閱工具書和相關(guān)資料自己解決。

在項目實施階段，基于項目內(nèi)容的特點和學(xué)生的特征，教學(xué)時主要以“項目為中心”來展開教學(xué)，以具體項目任務(wù)引領(lǐng)，實施以學(xué)生為中心的教學(xué)，融“教、學(xué)、做”為一體。教學(xué)過程中通過創(chuàng)設(shè)問題情境，采用任務(wù)驅(qū)動、啟發(fā)引導(dǎo)、講練結(jié)合、分組討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生獨立自主地開展思維活動，深入探究，從而創(chuàng)造性地解決問題，最終形成概念，獲得方法，培養(yǎng)能力。通過不斷探究、發(fā)現(xiàn)，在師生互動、學(xué)生討論中，讓學(xué)習(xí)過程成為學(xué)生的主動認(rèn)知過程。以項目4：信號燈的控制，項目要求學(xué)生編寫程序?qū)崿F(xiàn)外接在P1口的發(fā)光二極管循環(huán)順序點亮，顯示間隔為0.5 s。首先在Proteus軟件中繪制電路原理圖，從而熟悉項目的硬件電路并強化電路方面的知識；然后在編譯軟件中根據(jù)電路原理圖和項目要求編寫程序，編譯成功后生成hex文件。信號燈程序如下：

程序編譯沒有錯誤后，就可以進行調(diào)試與仿真，在Proteus軟件中觀察仿真結(jié)果。對于存儲器、特殊功能寄存器等知識點，學(xué)生可以通過軟件的調(diào)試窗口直觀地觀察到程序運行時各個寄存器中數(shù)值的變化，從而對相關(guān)的理論知識有了進一步的理解。

三、項目評價

為了真正體現(xiàn)以學(xué)生為主體，體現(xiàn)以學(xué)生的“學(xué)”來評價教師“教”。在本項目的教學(xué)中根據(jù)實習(xí)反饋表進行學(xué)生自評、教師點評，并將形成性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合，把握評價的時機與尺度，從而調(diào)節(jié)課堂氣氛，提高課堂效率。促進學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同提高。

總之，將Proteus仿真軟件融入教學(xué)中進行電路原理仿真，使教學(xué)與仿真技術(shù)相結(jié)合，將難理解的電路原理直觀、形象地展現(xiàn)給學(xué)生，有效改善了傳統(tǒng)教學(xué)效果，增強了學(xué)生對知識學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生理解電路原理的能力。

參考文獻：

[1]張毅剛.單片機原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]彭偉.單片機C語言程序設(shè)計實訓(xùn)100例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.