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基于Proteus的單片機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)應(yīng)用

2018-07-09 11:37王曉允
科技風(fēng) 2018年31期

王曉允

摘要:單片機(jī)課程作為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課程之一,具備實(shí)踐性強(qiáng)以及技術(shù)性強(qiáng)的特點(diǎn),實(shí)踐教學(xué)占據(jù)著非常大的比重。但是在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)過程中還會(huì)受到儀器設(shè)備以及師資水平等諸多因素的影響,也就難以獲得良好的教學(xué)效果。這也就要求相關(guān)高校教師能夠積極應(yīng)用Proteus軟件來進(jìn)行課程教學(xué)模式的改革。

關(guān)鍵詞:Proteus軟件;單片機(jī)課程;實(shí)驗(yàn)改革

在傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)過程中,實(shí)驗(yàn)室中多采用的是硬件仿真器配目標(biāo)實(shí)驗(yàn)板方式來進(jìn)行實(shí)踐教學(xué),這也就需要采購大量的硬件設(shè)備,還需要做好各種設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)工作,也就導(dǎo)致了教學(xué)成本得到大幅度的提升。而在基于Proteus的單片機(jī)課程教學(xué)跟仿真實(shí)驗(yàn)中,可以在軟件環(huán)境中實(shí)現(xiàn)大量的教學(xué)實(shí)例以及實(shí)驗(yàn)仿真工作,這樣也就能夠使得學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及動(dòng)手能力得到進(jìn)一步的提升,借此獲得良好的單片機(jī)課程教學(xué)效果。

一、Proteus軟件簡介

Proteus軟件是一款英國研發(fā)的EDZ工具軟件,其還具備有以下應(yīng)用特點(diǎn):①具備有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)以及外圍電路組成系統(tǒng)仿真、SPI調(diào)試器等諸多功能,并且具備有示波器、邏輯分析儀以及信號(hào)發(fā)生器等諸多虛擬儀器。②在Proteus軟件中支持多種單片機(jī)類型。③支持大量的存儲(chǔ)器以及外圍芯片。④具備有集單片機(jī)以及SPICE分析于一身的強(qiáng)大功能。[1]

二、基于 Proteus軟件的單片機(jī)課程教學(xué)

(一)傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)模式中存在的不足之處

在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)過程中,所采用的依舊是傳統(tǒng)的“先原理后設(shè)計(jì)、先理論后試驗(yàn)”的教學(xué)模式,而且存在有理論教學(xué)多于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況。此外在進(jìn)行試驗(yàn)教學(xué)的過程中,也多是在完成了指令系統(tǒng)跟匯編語言程序設(shè)計(jì)這一課程完成之后才進(jìn)行講解,在具體的教學(xué)過程中還存在有以下幾點(diǎn)不足之處:①通過進(jìn)行原理大量講解的模式引導(dǎo)學(xué)生入門,這樣不僅僅導(dǎo)致學(xué)生的理解比較困難,并會(huì)感覺到一定的枯燥跟乏味。②在教學(xué)過程中主要是將單片機(jī)的原理作為核心,對于單片機(jī)應(yīng)用多是一帶而過,也就難以獲得良好的應(yīng)用能力培養(yǎng)效果。[2]③在軟硬件介紹過程中存在有比較嚴(yán)重的分離情況,對于兩者結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法還存在有強(qiáng)調(diào)不夠的問題,也就導(dǎo)致了學(xué)生在構(gòu)建實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)過程中,存在有系統(tǒng)性思路缺乏的問題。④難以獲得良好的創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)效果。學(xué)生對某一課程實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣還需要經(jīng)過較長時(shí)間的培養(yǎng),但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中因?yàn)檎n程實(shí)驗(yàn)具備有一定的場地要求,對于學(xué)生的開放也存在有時(shí)間上的限制,這樣就難以激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,對于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)也會(huì)造成比較大的影響。

(二)基于Proteus軟件的單片機(jī)教學(xué)應(yīng)用

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在單片機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)中也開始廣泛應(yīng)用到了Proteus軟件,也獲得了良好的應(yīng)用效果。首先通過Proteus的仿真功能以及資源庫,可以頂替硬件仿真器來進(jìn)行前期的實(shí)驗(yàn)工作,然后在適當(dāng)調(diào)整之后進(jìn)行后續(xù)的實(shí)踐操作,這樣也就能夠減少原本實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)偏差或者問題的可能性,借此獲得良好的教學(xué)效果。通過Proteus仿真技術(shù)的應(yīng)用,在單片機(jī)課堂教學(xué)過程中還能夠讓學(xué)生對單片機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)完整的概念。通過Proteus仿真系統(tǒng)中的內(nèi)外模型來進(jìn)行自主設(shè)計(jì)跟檢驗(yàn)。此外在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中老師還需要給學(xué)生充分的自主性,在學(xué)生選題跟仿真的過程中還需要給予必要的技術(shù)指導(dǎo),這樣一方面能夠減少硬件投入的浪費(fèi)情況,另一方面還能夠促使學(xué)生的綜合能力得到更進(jìn)一步的提升。[3]

三、基于Proteus仿真單片機(jī)教學(xué)應(yīng)用的幾點(diǎn)作用

在單片機(jī)教學(xué)過程中通過Proteus軟件的應(yīng)用,還要求相關(guān)教學(xué)人員能夠?qū)纹瑱C(jī)教學(xué)過程中的方針技術(shù)做法充分熟悉,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)措施跟教學(xué)方法的合理選擇??梢哉f在單片機(jī)的教學(xué)過程中,Proteus軟件的應(yīng)用還具備有以下幾點(diǎn)應(yīng)用優(yōu)勢。

(一)提升教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)

在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)過程中還存在有比較多的問題,其教學(xué)質(zhì)量也無法得到有效的保障。而且單片機(jī)自身因?yàn)檫^于復(fù)雜,若只是通過單純的理論教學(xué)以及多媒體展示教學(xué)模式,還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在知識(shí)接受過程中受到比較多的阻礙,對于相關(guān)理論知識(shí)也無法得到有效的理解,從而直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在單片機(jī)課程教學(xué)跟實(shí)驗(yàn)過程中通過Proteus軟件的應(yīng)用,能夠使得課堂實(shí)驗(yàn)的實(shí)際可操作性進(jìn)一步提升,來讓學(xué)生在理解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,提升自身的操作能力以及綜合能力。比如中斷優(yōu)先級(jí)作為單片機(jī)教學(xué)過程中的重點(diǎn)與難點(diǎn),在Proteus仿真技術(shù)的幫助下,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行程序以及電路的設(shè)計(jì)工作,并通過對不同開關(guān)進(jìn)行操縱的模式,來對該部分的內(nèi)容直接展示給學(xué)生。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中還能夠不斷的進(jìn)行思考以及實(shí)踐以及操作,并能夠促使自身的自主學(xué)習(xí)能力得到更進(jìn)一步的提升。通過該類型先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,還能夠促使課堂教學(xué)以及教學(xué)計(jì)劃得以順利實(shí)施,借此來提高單片機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。[4]

(二)提升學(xué)生的動(dòng)手能力

在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)過程中,因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容繁多以及復(fù)雜等因素的影響,導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐操作時(shí)間不足,其動(dòng)手能力也無法得到有效的鍛煉。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中通過Proteus仿真技術(shù)的應(yīng)用,能夠讓教學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作變得更加的方便與簡單,所顯示的結(jié)果也更加的直觀。在這一種學(xué)用結(jié)合的教學(xué)模式中,還能夠讓該課程的教學(xué)質(zhì)量跟教學(xué)效率得到進(jìn)一步的提升。

比如在進(jìn)行“雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)”的實(shí)踐教學(xué)過程中,在傳統(tǒng)教學(xué)方式中因?yàn)閷?shí)驗(yàn)箱顯示以及信號(hào)出錯(cuò)等諸多問題,也就容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作不達(dá)標(biāo)的情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也就會(huì)出現(xiàn)比較大的偏差。通過Proteus仿真技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的展示給學(xué)生,借此來幫助學(xué)生完成預(yù)定的學(xué)習(xí)計(jì)劃,并能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心以及學(xué)習(xí)積極性,對于學(xué)生后續(xù)的成長跟學(xué)習(xí)也有著非常重要的影響。可以說Proteus仿真技術(shù)對于學(xué)生動(dòng)手能力的提升也有著一定的積極意義,各高校也需要在自己的教學(xué)過程中進(jìn)行Proteus仿真技術(shù)的合理運(yùn)用,來讓學(xué)生的實(shí)踐能力得以提升,并更好的滿足該專業(yè)的具體人才需求。

(三)提升學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生創(chuàng)新能力的提升也是單片機(jī)課程教學(xué)的重要培養(yǎng)目標(biāo)這一,這也就要求各高校在教學(xué)過程中能夠加強(qiáng)對學(xué)生們創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視力度。在單片機(jī)課程教學(xué)過程中,學(xué)生的獨(dú)立操作以及創(chuàng)新能力主要是體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)

的完成上面。部分學(xué)生因?yàn)樽陨聿僮髂芰Σ蛔恪?shí)驗(yàn)設(shè)備容易受到損傷以及缺乏創(chuàng)新思維等因素的影響,也就缺乏對畢業(yè)設(shè)計(jì)的信心跟決心。在進(jìn)行單片機(jī)接口技術(shù)的實(shí)際操作過程中,通過Proteus技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的仿真檢驗(yàn),對于操作過程中出現(xiàn)的問題也能夠進(jìn)行及時(shí)的糾正。而在進(jìn)行實(shí)物制作過程中,也能給學(xué)生提供自主鍛煉跟獨(dú)立操作的機(jī)會(huì),并需要加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)力度,這樣才能夠?yàn)樵撔袠I(yè)提供足夠多優(yōu)秀的專業(yè)型人才。[5]

四、結(jié)語

在進(jìn)行單片機(jī)課程教學(xué)過程中,通過Proteus技術(shù)的應(yīng)用,其還能夠?qū)鹘y(tǒng)的教學(xué)理念以及教學(xué)模式起到良好的優(yōu)化作用,并能夠促使課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)效率得到進(jìn)一步的提升,來提升學(xué)生的知識(shí)掌握能力以及創(chuàng)新意識(shí)。因此說各單片機(jī)課程的教學(xué)人員還需要加強(qiáng)Proteus的研究力度,在結(jié)合了自身實(shí)際發(fā)展情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)行教學(xué)方法的合理設(shè)計(jì),從而給信息技術(shù)教學(xué)課程的未來發(fā)展與創(chuàng)新提供新的思路。

參考文獻(xiàn):

[1]張鑫,朱丹峰,曾碧新.《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].考試周刊,2017,(8):34.

[2]宋躍,胡必武,雷瑞庭.基于轉(zhuǎn)型升級(jí)資源共享的單片機(jī)課程教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2017,(12):233236.

[3]陳新芬,黃文明.“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)分析——以無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J].無線互聯(lián)科技,2018,(1):9192,98.

[4]袁鋒偉,趙立宏,朱慧玲,等.基于Proteus的單片機(jī)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,(12):7578.

[5]張遠(yuǎn)輝,張鼎,許昌,等.基于Proteus的XY數(shù)控工作臺(tái)仿真模型設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015,(3):133136.

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