【文章摘要】

 　　随着科学技术的不断发展完善，工业、农业等各个领域对电子信息类的单片机技术应用越来越广泛，所以单片机课程的教学意义不言而喻。本文主要阐述的内容是PROTEUS 中单片机教学与应用仿真技术的分析与探究，首先分析了普通高校传统的单片机课程教学中存在的问题，然后从PROTEUS 的应用仿真技术出发提出了有效的解决方案。

【关键词】

单片机教学; PROTEUS ; 仿真

1 高校教学中传统单片机的教学模式中存在的问题

在以往的普通高校单片机课程教学过程中，单片机的教学模式主要包括单片机的课堂教学、课程设计以及大学生毕业设计等内容，而在这几个方面，单片机教学过程中存在着大量的问题，严重的影响着单片机教学的质量与效率。

1.1 单片机课堂教学过程中存在的问题

对于普通高校，在进行单片机的课堂教学过程中，教学内容一般包括单片机的片内资源、单片机的程序设计以及单片机的接口电路，这些教学内容对于没有丝毫单片机理论知识的学生而言，是没有感性认识的，致使在单片机的课堂教学前期，学生对单片机的片内资源的应用、程序的执行以及单片机接口的意义毫无头绪，这种情况的出现严重的限制着单片机课堂教学的教学质量和教学效率。笔者认为， 出现这种问题的主要原因之一就是在课堂教学中没有有效的演示平台，将单片机的教学内容形象细致的展示给学生，仅仅是多媒体的几张幻灯片是远远不够的。

1.2 单片机实验教学中存在的问题

在传统的单片机实验教学过程中， 学生的实验工具一般都是单片机试验箱和单片机试验台，实验教学的内容一般都是固步自封的实验性教学，这样就导致学生在实验教学中只能按照老师的指示进行接线、运行以及观察实验效果，缺乏了实验教学的感性认识与实践认知。这种学习模式下，学生不能够起到良好的单片机的实验教学效果，大部分学生对实验教学过程中单片机电路的设计、程序的编写毫无头绪，严重的影响着实验教学的教学质量。而实验箱自身就是一个系统大、维护难的教学工具，在实验中很容易出现线路通断、焊点虚实以及芯片好坏的问题，有的甚至需要更换实验设备，维护费用比较高。

1.3 单片机课程设计、毕业设计中存在的问题

在单片机的毕业设计过程中，毕业设计要求学生对单片机的原理结构了解比较深，一般设计过程都是让学生首先进行原理图的设计，然后再根据原理图进行实物的制造，这时原理图的设计是否合理、科学，直接影响着毕业设计的成功与否，而在此大部分学生对单片机的原理结构了解的却不是太明细，导致学生设计的原理图不正确，基于这个环节上进行实物的制造，则可能会出现印刷版不能用、器件浪费的现象，甚至有可能毁坏实验仪表仪器，这样就会造成巨大的资源浪费。

2 PROTEUS 仿真软件在单片机中的应用

2.1 PROTEUS 仿真软件在单片机教学中的意义

PROTEUS 仿真软件具有以下特点： 首先PROTEUS 仿真软件可以满足单片机软件仿真系统的标准，并且软件的单片机仿真库中具有大量的资源，比如51 系列、PIC 系列、AVR 系列以及HC11 系列等资源，而且该软件具有大量的存储器以及外围软件，可以完美的运行单片机的各种程序；其次PROTEUS 仿真软件可以在Spice 3F5 的基础上进行单片机的模拟分析、数字仿真以及混合信号分析等电路分析，功能比较强大；第三PROTEUS 软件可以为单片机程序运行提供虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器和计算器等虚拟仪器， 具有很大的实用价值；第四PROTEUS 仿真软件可以根据单片机程序绘制SCH 原理图，也可以绘制PVB 印制板图，具有很大的实用性；第五PROTEUS 软件能够和Keil 和Mplab 等软件能够直接进行联调， 具有很大的方便性等。PROTEUS 仿真软件的这些特点对单片机的课堂教学具有良好的辅助效果，如果在课堂教学中加入PROTEUS 仿真平台可以直接替代效果不佳的软件仿真器进行先期的软硬件的调试，如果程序设计没有问题则可以在实验设备上进行硬件的调试，这样一来不仅能够提高学生的学习效率，同时也能够避免实验资源的浪费，具有很强的实用性。

2.2 PROTEUS 软件在单片机课堂教学中的应用

在单片机课堂教学中应用PROTEUS 仿真软件有以下几种方式：其一，老师可以利用PROTEUS 仿真软件进行单片机实例的演示，这样可以更加直观、形象的将单片机内容展示给学生，比如老师在课前可以准备一些单片机典型的应用程序，如现实生活中的交通灯、电梯以及数字钟等程序，在课堂上利用PROTEUS 系统直观的展示给学生，这样能够让学生对单片机具有更加感性的认识，提高学生对单片机的学习兴趣，让学生将单片机与现实生活联系到一起。其二，老师要利用PROTEUS 仿真软件解决教学内容中的难点，明确教学内容中的概念，比如在单片机教学内容中的准双向口P 口、中断的产生、LED 灯中位选和线选的区别等教学难点，老师可以利用PROTEUS 仿真软件一一展示给学生，让学生更加直接的了解到单片机的教学内容。

2.3 PROTEUS 仿真软件在单片机实验教学中的应用

单片机实验教学能够良好的锻炼学生的动手实践能力，是学生学习单片机非常重要的一个学习环节，而单片机实验教学的课时却不允许学生做到充分的实验学习，不能够达到锻炼学生实践能力的目标，也不能够达到培养学生单片机应用能力的目标。针对于这个问题，老师可以让学生在课下利用PROTEUS 仿真平台按照实验室现有资源的基础上，进行原理图的设计，然后再让学生利用PROTEUS 仿真软件进行检测，检测无误后让学生再利用现实的实验设备进行实验结果的检测，， 这样一来不仅能够让学生更加深刻的了解到单片机系统的结构构造，也能够锻炼学生单片机编程的技术，总体的提高学生对单片机的了解与掌握，提高了实验教学的教学质量。

2.4 PROTEUS 仿真软件在单片机课程设计、毕业设计中的应用

在单片机的课程设计与毕业设计中，首先要求学生利用PROTEUS 仿真软件自我进行单片机程序的编写、程序的仿真，继而再让学生在试验箱中进行实验结果的检测，验证无误后再让学生利用PROTEUS 仿真软件进行PVB 印制板图的设计，调试成功后再进行电路板的制造、元件的购买、电路的焊接、系统的调试等工作，最后使实物完美的呈现在学生眼前。这种方法不仅能够锻炼学生的自主创新能力、自主学习能力以及开发能力，也能够避免设备资源、元器件的浪费，具有很强的实用性。

3 结束语

综上所述， PROTEUS 仿真软件的引用对单片机的课堂教学具有积极的推动作用，在教学过程中，不仅能够提高学生对单片机的学习兴趣，提高单片机的教学效率，同时也能够为单片机实验教学中提供可靠的虚拟实验设备，这样不仅减少了那些繁琐的调试过程，也大大提高了实验教学效率，对学生的实践能力、单片机编程能力、单片机应用能力的培养具有积极的作用。

【参考文献】

[1] 董蕴华, 魏辉. 基于“项目驱动” 的单片机系统开发及应用课程的改革与实践 [J]. 河南机电高等专科学校学报.2012，(1).