基于Proteus的虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

【摘 要】虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基于proteus的這個(gè)想法，通過有限的投資來解決建設(shè)資金和設(shè)備維護(hù)問題。本文在電氣和電子課程實(shí)驗(yàn)中存在的問題，提出了仿真軟件來創(chuàng)建一個(gè)虛擬電子實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)是基于電子、電氣和電子實(shí)驗(yàn)中，它是一種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)然電氣和電子的研究，是一個(gè)重要的、有益的補(bǔ)充，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，不僅可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)費(fèi)用巨大，實(shí)驗(yàn)也得到有效擴(kuò)展在時(shí)間和空間中，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的學(xué)生是重要的。

【關(guān)鍵詞】仿真軟件 proteus 實(shí)驗(yàn)室 單片機(jī)

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》是一個(gè)實(shí)用的工程強(qiáng)大的專業(yè)技術(shù)課程，學(xué)生從事專業(yè)工作的最基本的技能。傳統(tǒng)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的局限性隨著我國(guó)高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生越來越多，由于經(jīng)費(fèi)等原因，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入往往不夠。如何利用有限的設(shè)備，完成更多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并確保實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，成為各個(gè)學(xué)校面臨的重要課題。大多數(shù)學(xué)校在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)，是基于匹配和購(gòu)買自己的實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)課程和大，缺乏實(shí)用性，學(xué)生的感覺這門課程很難學(xué)，教師感到難教，和實(shí)驗(yàn)室維護(hù)工作量也大，實(shí)驗(yàn)室老師不會(huì)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，這些對(duì)教學(xué)效果有直接影響。為了避免這些問題，我們?cè)噲D建立一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，Proteus仿真軟件的介紹的軟件、硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果視圖。利用Proteus軟件，用戶可以方便的電路原理圖設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試，觀察電路和軟件運(yùn)行工況的變化。極大地?cái)U(kuò)展了單片機(jī)學(xué)習(xí)空間，下降研究低成本的微控制器，改善學(xué)習(xí)效果。

一、實(shí)驗(yàn)室配置

（一）計(jì)算機(jī)平臺(tái)。因?yàn)槭褂梅抡嫫脚_(tái)為主要手段的實(shí)驗(yàn)中，配置略高的電腦。沒有一個(gè)芯片實(shí)驗(yàn)，還可以打開圖形編程和其他課程。實(shí)驗(yàn)室配置50套PC機(jī)：MSI Z77A G43主板；英特爾i5 2550 k；4 gddr3內(nèi)存；高速硬盤500 g（7200 r / s），21.5英寸的液晶顯示屏。

（二）網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。2快速以太網(wǎng)交換機(jī)。

（三）Proteus實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（可選）：與變形桿菌微控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因?yàn)楣ぷ魇褂肁VR圖片行業(yè)應(yīng)用很廣，除了8051模塊用于教學(xué)，后來的建筑也可以用來增加AVR的模塊。

Proteus軟件。為實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)室，讓更多的學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室50 Proteus軟件配置用戶，支持多種處理器，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新服務(wù)。Proteus軟件配置為50個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)版本的ProteusVSM for 8051。

多媒體軟件?？蛇x的多媒體教室軟件，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)和管理。

二、實(shí)例

Proteus是電路分析和仿真軟件，CPU、仿真系統(tǒng)外圍電路等電路條件。主要由Ares和Isi兩個(gè)項(xiàng)目。前者是用于PCB布線和電路模擬，后者主要采用布局的原則繪制電路和仿真的方法。

使電子時(shí)鐘是一個(gè)經(jīng)典的案例研究單片機(jī)微控制器的使用，可以讓學(xué)生開發(fā)SCM項(xiàng)目的方法更全面的了解，為未來學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。這里是使一個(gè)電子鐘作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)例子，時(shí)鐘顯示格式：XX.XX。XX，從左到右是：h.min.s。

（一）創(chuàng)建電路。打開普羅透斯到伊西斯接口。點(diǎn)擊元素列表區(qū)域命令P選擇對(duì)話框彈出式組件，將數(shù)字時(shí)鐘電路元件在繪圖區(qū)域布局和設(shè)置參數(shù)，然后連接電線。

（二）軟件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)是利用內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)功能，設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式TMOD登記。具體模式選擇位設(shè)置為2，計(jì)數(shù)/定時(shí)器的計(jì)時(shí)方式選擇設(shè)置類型。編寫一個(gè)程序，每100μs定時(shí)器中斷，中斷的數(shù)量統(tǒng)計(jì)在中斷服務(wù)程序中，每個(gè)數(shù)的10000倍是1s。類似的，第二個(gè)是被分別min和h，然后獲得的數(shù)據(jù)來顯示緩沖區(qū)。

（三）整體仿真。Proteus仿真軟件，可以根據(jù)通用仿真調(diào)試的需要，可以單獨(dú)或破壞模擬調(diào)試。仿真，可以觀察到在元素針彩色方塊：紅色，藍(lán)色，灰色，黃色，分別指示一個(gè)高水平，低水平、浮動(dòng)，莊流程狀態(tài)。特定的操作仿真如下：雙擊CPU程序文件，二進(jìn)制文件，單擊在出現(xiàn)的對(duì)話框：基于Proteus的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)61單片機(jī)負(fù)載的OK按鈕。然后單擊“運(yùn)行”按鈕，你就可以開始仿真。

三、實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)

虛擬實(shí)驗(yàn)室具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）覆蓋整個(gè)電子工程實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)平臺(tái)可以進(jìn)行電路、數(shù)字電路、模擬電路、信號(hào)與系統(tǒng)、單機(jī)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。涵蓋了模擬和開發(fā)平臺(tái)的8、16、32和其他主流CPU。

（二）軟件仿真，硬件驗(yàn)證。仿真平臺(tái)，結(jié)合硬件驗(yàn)證，以便學(xué)生從虛擬到現(xiàn)實(shí)，從概念到產(chǎn)品系統(tǒng)的理解和掌握。

（三）集經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)的作為一個(gè)整體。實(shí)驗(yàn)室軟件為基礎(chǔ)，輔以硬件的總體成本，非常經(jīng)濟(jì)，除了proteus升級(jí)和維護(hù)實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)性。

（四）低成本、易于分享。虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為變形桿菌用戶不受時(shí)間和空間限制，充分利用資源，實(shí)現(xiàn)共享和開放實(shí)驗(yàn)室。

四、結(jié)論

使用proteus過程的虛擬仿真教學(xué)使用變形的設(shè)計(jì)和仿真軟件，全面提高“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)質(zhì)量。減少了實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)依賴于硬件，但也允許學(xué)生模擬的發(fā)展電腦在宿舍產(chǎn)品，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果，擴(kuò)大了教學(xué)的范圍，從而有效地提高學(xué)生的能力，單片機(jī)，和培養(yǎng)學(xué)生的能力，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。

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