科技与创新｜Science and Technology & Innovation
2024 年 第 13 期
DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2024.13.050
基于Proteus的Arduino单片机虚拟仿真实训案例设计
＊
钱 平
1，2
，卜捷捷
3
，罗文煜
1，2
（1.苏州市职业大学计算机工程学院，江苏 苏州 215104；
2.江苏省现代企业信息化应用支撑软件工程技术研究开发中心，江苏 苏州 215104；
3.苏州信息职业技术学院通信与信息工程系，江苏 苏州 215200）
摘 要：实验实训是高职院校教学过程中重要的一项实践环节，针对此过程中遇到实际硬件条件的限制，提出了在实训环
节中引入Proteus软件仿真与Arduino单片机结合，并且在此基础上以实际工程项目案例为驱动，设计了蔬菜大棚温室监控
系统实训案例。使用Proteus软件仿真进行综合实训，加深了学生对电子电路、单片机、实际应用的理解，实践表明，该方法
在实训课程过程中取得了良好的教学效果。
关键词：Proteus；单片机；虚拟仿真；实验实训
中图分类号：TP311.52；G434 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）13-0178-03
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＊［基金项目］苏州科技计划项目“智慧鲈鱼高效生态养殖应用研究”（编号：SNG2022064）
实验实训是高职院校教学过程中的重要环节，也
是一种综合性的实践教学手段。单片机嵌入式开发实
训课程是各类电子信息专业、物联网应用技术专业和
计算机应用专业普遍开设的计算机硬件相关的实训课
程。传统的实验实训课程教学，特别是实际案例类实
训课程具有一些局限性
[1]
，如实验实训针对较为复杂的
系统和案例，受到硬件设备和时间的限制，不能满足每
位学生的实训需求。
基于 Proteus 的 Arduino 单片机虚拟仿真实训案例
设计很好地解决了在实验实训过程中存在的线上课
程、设备时间等限制，可根据实际应用设计案例增强学
生对社会实际需求的了解，培养学生的创新能力，并且
根据学生情况控制实训难度。本文以苏州市职业大学
“嵌入式开发”的研究性课程和苏州信息职业技术学院
“传感器与检测技术”综合实训为例，把 Proteus 软件的
使用应用到相关实训课程和研究性课程中去，学生对
实际案例采用此方法，在学习过程中提高了积极性，通
过自主探究和自主仿真既完成了实训课程或研究性课
程，激发了学生的兴趣和潜能，也很好地完成了实训的
教学要求
[2]
。
1 Proteus在实训案例设计中的应用背景
1.1 Proteus软件介绍
Proteus 软件是著名的 EDA 工具，其融合了电子电
路仿真，虚拟模型仿真等多功能的电子设计平台，并且
支持 AVR 单片机 、8051/52 单片机 、MSP430 单 片 机、
CortexM0/3 等微控制器直接连接原理图并进行硬件仿
真，更特别的是，其具有针对微控制器和外围电路组成
的综合系统进行交互式仿真功能。支持的开发环境包
括 Keil、IAR、MATLAB、Atmel Studio 等，可以直接在原
理图的基础上编译后，烧写可执行文件达到软硬件的
仿真效果。本实训课程所采用的是 Proteus8.11 版本，
该版 本是 一 个独 立的 应 用框 架集成 了 ARES、3DV、
ISIS 等，其中 ISIS 可应用于原理图设计与交互仿真，实
现了混合式的电路仿真，其将单片机仿真、高级图表应
用和第三方的程序开发调试编译环境有机结合。
1.2 Arduino单片机介绍
Arduino 是目前世界上较为流行的硬件，并且其硬
件原理图、IDE 软件及核心的库文件都是开源的。本实
训课程所采用的是 Arduino UNO R3 版本微控制器，其
核心芯片是 ATMEGA328，工作电压为 5 V，采用 16 M
工作晶振，具有 14 路数字 I/O 口引脚，6 路模拟输入引
脚，具有外部中断、PWM、串口、SPI 等外设。开发环境
采用的是 Arduino IDE，该开发环境安装方便、使用简
单，适合高职学生使用，较容易上手。这一款微控制器
配合“传感器与检测技术”实训中传感器使用完成一项
实际工程项目的软硬件仿真，达到了该课程实训的要
求和效果。
2 实训案例设计
2.1 实训案例需求功能分析
本实训课程的主要目标是让学生设计并仿真实现
一种基于单片机的蔬菜大棚温室监控系统，使环境数
据实时检测和显示。这要求学生掌握学习过的理论知
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沐子启
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