淺談Proteus在單片機項目教學法中的應用

文/珠海市理工職業(yè)技術學校 葛和平

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司研發(fā)的電路分析與實物仿真軟件，具有近20年的歷史。它具有一項獨特的功能：將電路仿真和微處理仿真協(xié)同進行，直接在基于原理圖的虛擬原型上進行處理器編程調試，并進行功能驗證，通過動態(tài)器件如電機、LED、LCD、開關等，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，可實時看到運行后的輸入、輸出的效果。

一、Proteus在單片機教學中的實際應用

國家為了推廣單片機的教學，在中職學生中開展了 “單片機控制裝置安裝與調試”的比賽項目，單片機的教學也成為很多職業(yè)學校教師探討的話題。傳統(tǒng)的課堂式教學內容枯燥、專業(yè)性強，學生很難掌握，Proteus則解決了這個問題。它不僅將許多單片機功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。學生普遍反映，通過使用Proteus軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設計對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。

二、項目教學法的意義

項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。項目指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的任務，它應該滿足以下條件：1.該工作過程用于學習一定的教學內容，具有一定的應用價值；2.能將某一教學課題的理論知識和實際技能結合起來；3.與企業(yè)實際生產過程或現(xiàn)實商業(yè)經營活動有直接的關系；4.學生有獨立制定計劃并實施的機會，在一定時間范圍內可以自行組織、安排自己的學習行為；5.有明確而具體的成果展示；6.學生自己克服、處理在項目工作中出現(xiàn)的困難和問題；7.項目工作具有一定的難度，要求學生運用新學習的知識、技能，解決過去從未遇到過的實際問題；8.學習結束時，師生共同評價項目工作成果。

三、Proteus在項目教學法中的應用

1.項目的選取

在單片機課程中，項目的選取應遵循幾點： （1）按照專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程的教學目標選取； （2）結合學生的實際知識、能力選取； （3）所選項目應結合實際應用，學生通過項目的完成不僅可以獲取新知識，而且可以感受到所學知識的實用價值。

2.項目的實施

項目的實施應盡可能模擬真實的工作情境，教師可先給學生演示項目完成之后的效果，使得學生能夠直觀地明確目標任務；然后教師將項目分解成幾個小模塊，指出完成這個項目所需的知識和技能，對于項目中涉及的新知識點和技能進行詳細的講解和指導。下面以 “數(shù)字溫度顯示系統(tǒng)”為例，說明教學的實施過程。

（1）項目要求：以51單片機為核心，設計一個智能數(shù)字溫度顯示系統(tǒng)，要求采用DALLAS公司生產的數(shù)字溫度傳感器DS18B20來實現(xiàn)溫度采集。采用LCD1602A顯示DS18B20所測量的外部溫度，保留一位小數(shù)，并設置溫度設定電路和報警提示電路。

（2）項目的硬件電路設計：學生可以利用仿真軟件Proteus進行硬件電路的設計，包括溫度顯示模塊、溫度采集模塊、溫度設定模塊、溫度報警模塊四個部分，通過小模塊的電路設計使學生逐步掌握單片機系統(tǒng)外圍器件的電路設計。

（3）項目軟件設計：利用KeilC51的編譯環(huán)境為硬件電路編寫程序，軟件的設計要注重培養(yǎng)學生模塊化程序設計的思想，學生能夠畫出整個程序流程圖，鍛煉學生分析問題、解決問題、邏輯思維的能力。

（4）軟硬件聯(lián)合調試：將寫好并通過調試的程序加載到Proteus軟件中，進行聯(lián)機調試，直到滿足要求。

（5）硬件制作：當仿真調試通過以后，學生利用實際器件搭接系統(tǒng)的真實硬件電路。學生在這里更能深刻體會到硬件電路設計、實現(xiàn)的過程；對實際硬件電路的調試，鍛煉了學生對常用儀器儀表的使用。教師要注意引導學生探索電子電路及器件的測試方法和技巧。

3.項目驗收

學生在完成項目之后，要完成項目報告，內容包括項目硬件電路原理圖、軟件設計流程圖，對于項目實施的過程分析，并附帶項目的程序代碼。

4.項目考核

教師根據(jù)學生完成項目的難易程度、正確性、創(chuàng)新性以及項目報告等，對學生的成績給出評定。

實踐證明基于Proteus的項目教學法在單片機教學中的應用有助于學生快速掌握所學知識，充分利用學校計算機機房的現(xiàn)有設備減少了實驗設備的硬件投入和維護工作，大大提高了教學效率對單片機教學具有指導意義。