2008年第6期
大众科技
No.6,2008
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I仿真实验平台在单片机
教学中的应用
王法杰
(西安航空职业技术学院,陕西西安710089)
【摘要】文章分析了传统的单片机教学环节中存在的一些问题,提出了用Proteus和Keil仿真实验平台进行单片机教学,
介绍了用Proteus和Keil软件进行单片机仿真教学的步骤,总结了用Proteus软件进行单片机仿真教学的优点和不足。
【关键词】单片机教学;Proteus;Keil
【中图分类号】G424.1
【文献标识码】A
【文章编号】1008—1151(2008)06.-0169-01
单片机是一门实践性非常强的课程,又是一门抽象难懂
的课程,教师在课堂教学过程中采用传统的授课模式,往往
收不到良好的教学效果。因此,授课教师应该积极地探索新的
教学方法,采用现代化教学手段,提高教学的质量和效果。
伴随着计算机软件技术的飞速发展,在电子信息技术领域出
现了大量的软件仿真工具,Proteus软件可以在计算机上进行
单片机模拟仿真,为教师进行单片机课堂教学改革和学生的
学习提供了良好的平台。
(一)传统单片机教学中存在的问题
1.理论环节中存在问题。在传统的单片机理论教学中授
课效果不好,其中一个很重要的原凶是课堂教学演示太繁琐,
通常,要做一次课堂演示实验需要用到如下设备:计算机、
仿真器或编程器、电源和实验电路板。如果用仿真器做实验,
那么仿真头要与实验电路板相连,稍有不慎,仿真头就会从
电路板中脱落而造成错误,甚至可能会损坏仿真头或实验电
路板。如果用编程器写芯片的方法来验证实验结果,那么就
得多次在实验板与编程器之间拔、插芯片,效率很低。即使
勉强做,由于实验电路板上的器件较小,学生很难看清楚有
关的现象,教学效果不佳。
2.实验环节中存在问题。单片机教学中除了教师在课堂
上进行的一些验证性实验外,还必须按照教学计划给学生安
排相应的实验,通过实验培养学生的动手能力,加深对理论
知识的理解。从这一意义上来说,短短的课堂实验时间是远
远不够的,应该给学生创造条件在课后动手做实验。但是传
统的单片机实验不可能做到这一点,单片机实验所必需的仿
真器、编程器、实验板和电源等价格不菲,专业性很强,让
每一个学生都配备比较困难,这样给学生提供的实际动手机
会就不多。
(二)针对传统单片机教学的改进方案
引入基于Proteus和Kei
l接u的单片机外围硬件电路
仿真实验平台,其最大的特点是只要有电脑和相关的Proteus
和Keil软件就可建立,完全不用仿真器、编程器、实验板和
应用。
电源等装置,具有结构简单,功能丰富,硬件损耗低等的特
点,能满足日常的单片机教学和实验的要求。如果条件允许
加上投影仪,教学效果更好。
(三)Proteus
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物
仿真软件,是基于SPICE3F仿真引擎的混合电路仿真软件。
其元件库非常丰富,除了可以进行一般的电路性能分析外,
最大优点在于能够完美的对单片机及外围电路进行虚拟仿
真。Proteus的仿真功能不仅能仿真模拟、数字电路,以及模
数混合电路,更具特色的是能够仿真基于单片机的电子系统,
完全支持MCS-51及其派生系列单片机的设计系统,也能仿真
基于AVR和PIC系列的单片机系统,可以与KeiIC51集成开
发环境连接,将用汇编和C语言编写的程序编译好之后,可
以立即进行软、硬件结合的系统仿真,像使用仿真器一样来
调试程序。
1.Proteus的仿真资源。Proteus软件可提供的模拟(数
字)、交(直)流等元器件达30多个元件库,共计数千种。如总
线驱动器74LS373、可编程外围定时器8253、并行接口8255、
多位数码管、LCD图形模块、矩阵式键盘、蜂鸣器、实时时钟
DSl302、多种D/A和A/D转换器都可直接调用。
此外,对于元件库中没有的器件,使用者也可依照需要自己创
建。在仪器仪表方面,Proteus除了提供常见的交、直流电压
(电流)表、示波器外,还有逻辑分析仪、计数器、SPI调试器、
IIC调试器、信号发生器、点阵图形发生器等特殊的仪器。这
些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、
极低的输出阻抗。Proteus的PCB功能Proteus软件本身有
PCB设计功能,可以生成多种格式的文件供相应的专业PCB
设计工具调用,可以很方便地进行后续PCB的设计。
2.Proteus的其他功能其自身只带汇编编译器,不支持C
语言。但可以将它与KeilC51集成开发环境连接,将用汇编和
C语言编写的程序编译好之后,可以立即进行软、硬件结合的
系统仿真,像使用仿真器一样来调试程序。(下转第111页)
【收稿日期】2008—03—27
【作者简介】王法杰(1981一),男,吉林临江人,西安航空职业技术学院助理讲师,在读硕士,从事单片机的教学研究与
.169.
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