陳靜 于雅楠

【摘要】單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，然而在理論教學(xué)中由于課堂教學(xué)的特點(diǎn)，學(xué)生感覺(jué)該門(mén)課程抽象、枯燥、難懂，教學(xué)效果很不理想。該文結(jié)合實(shí)例介紹了采用keil 和Proteus軟件輔助課程教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，以及教學(xué)案例的開(kāi)發(fā)過(guò)程。實(shí)踐結(jié)果證明，基于keil和Proteus的輔助教學(xué)具有實(shí)用性，直觀性的特點(diǎn)，能夠提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) keil Proteus

【中圖分類(lèi)號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）12-0226-01

一、引言

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是我系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本工作原理、MCS-51程序設(shè)計(jì)方法，能夠正確利用常用接口芯片組成單片機(jī)系統(tǒng)，能夠?qū)纹瑱C(jī)系統(tǒng)中的電路進(jìn)行分析和初步設(shè)計(jì)?？梢哉f(shuō)，該門(mén)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要較好的達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)要求，提高學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)解決問(wèn)題的能力，必須采用理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的模式。在以往的教學(xué)手段中，本課程主要采用的是多媒體課堂講授，并輔之以課堂討論、實(shí)例分析以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在應(yīng)用方面，主要利用實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，以便學(xué)生掌握基本單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和簡(jiǎn)單應(yīng)用。在課堂講授中，如果僅理論教學(xué)，學(xué)生對(duì)所授內(nèi)容理解不夠深刻，實(shí)踐證明，如果在課堂中引入“案例式教學(xué)”能夠更好提高教學(xué)效果，理論和實(shí)際應(yīng)用才能夠很好結(jié)合。然而，應(yīng)用傳統(tǒng)教學(xué)方式，在單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)中將實(shí)驗(yàn)演示引入課堂存在很多問(wèn)題，在實(shí)際操作中還有諸多問(wèn)題。

如果能在理論教學(xué)中不斷為學(xué)生展示單片機(jī)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，無(wú)疑會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠很好的幫助我們實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)具有很多硬件實(shí)驗(yàn)不具備的特點(diǎn)，尤其在課堂教學(xué)中，能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，優(yōu)勢(shì)明顯。如果在教學(xué)中加入虛擬實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)的效果直觀演示給學(xué)生，讓學(xué)生先觀其結(jié)果，再究其原理，教學(xué)效果會(huì)大大提高。

二、基于proteus 的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)

Proteus是一款由英國(guó)Lab Center Electronics公司開(kāi)發(fā)的EDA工具軟件，能進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)，支持類(lèi)型廣泛的主流單片機(jī)內(nèi)核仿真，例如：51單片機(jī)、ARM等。并可與當(dāng)前比較流行的單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試實(shí)時(shí)仿真，例如：Keil。

在基于proteus 的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中，我們可以利用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)給出實(shí)驗(yàn)的任務(wù)和要求，以及實(shí)驗(yàn)的原理，學(xué)生再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的硬件電路和程序，然后在proteus 仿真軟件中通過(guò)調(diào)試來(lái)進(jìn)行模擬。調(diào)試通過(guò)之后再結(jié)合自身的硬件仿真來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而可以搭建良好的實(shí)驗(yàn)硬件，之后可以通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，逐步分析出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)這種方式可以鼓勵(lì)學(xué)生課下自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而真正鍛煉出解決工程問(wèn)題的能力。

三、應(yīng)用案例開(kāi)發(fā)

1.Proteus原理圖及Keil匯編程序

中斷是單片機(jī)的一項(xiàng)重要部分，本文通過(guò)中斷實(shí)驗(yàn)來(lái)介紹Proteus和KEIL聯(lián)合調(diào)試在單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

圖1 實(shí)驗(yàn)原理及Keil匯編程序

圖1是教學(xué)案例原理圖，此程序的功能有兩個(gè)：一是流水燈功能，二是測(cè)試51單片機(jī)的外部中斷0的功能以及應(yīng)用。中斷是單片機(jī)的重要部分，中斷在單片機(jī)中的應(yīng)用具有里程碑式的意義，它的應(yīng)用對(duì)于采用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制非常重要，因此單片機(jī)中斷功能的強(qiáng)大從很大程度上影響單片機(jī)的整體性能。外部中斷0有下降沿觸發(fā)以及電平觸發(fā)兩種形式，圖1中有兩種開(kāi)關(guān)可以分別模擬，下降沿脈沖以及電平，4LS04是反相器。

2.聯(lián)合調(diào)試設(shè)置

注意在KEIL軟件中，應(yīng)該在選項(xiàng)Options中的Debug中選擇目標(biāo)為Proteus VSM Monitor-51 Driver。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

程序功能是：當(dāng)產(chǎn)生一次中斷，LED1-LED8依次亮滅一次，是為流水燈。如圖2所示為L(zhǎng)ED1和LED8燈亮的效果圖。從此案例可以學(xué)習(xí)單片機(jī)以下幾個(gè)知識(shí)：中斷應(yīng)用、延時(shí)程序的編制、程序控制指令的應(yīng)用。

可見(jiàn)，通過(guò)這個(gè)案例可以比較形象的展示，中斷的過(guò)程，學(xué)生能夠比較形象的理解中斷，也不會(huì)感覺(jué)到枯燥。

圖 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基于proteus 的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)不僅能夠有效彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)元器件缺乏所帶來(lái)的不便，還能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，幫助學(xué)生更好地理解教師在課堂上所講述的內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠有效彌補(bǔ)僅理論教學(xué)所帶來(lái)的不足。設(shè)計(jì)出針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的各項(xiàng)案例將有助于單片機(jī)課程教學(xué)的有序進(jìn)行。

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