Proteus在单片机教学中的应用

余胜谢莉

（湖南人文科技学院物理与信息工程系 湖南 娄底 417000）

0 引言

单片机是电子信息类专业的一门专业基础课程，是一门软件和硬件相结合并以软件为主的实践性很强的课程，对培养学生的专业技能起着重要作用。通过单片机来开发一个应用系统简单易行、造价较低、性能可靠，广泛用于现实生活中的方方面面，应用前景相当广泛。但单片机这门课程涉及的知识点多，难度比较大，对大部分学生来说，学好单片机有很多困难[1]。

在传统的单片机教学和实验当中还存在有如下问题。

（1）课堂教学中，由于单片机所涉及的硬件较多，特别是讲解集成芯片时，需要记忆性的知识点比较多，而老师又不能通过实例来演示相关内容的实用性，导致学生对课程学习的积极性不高，取得的教学效果不理想。

（2）实验教学中，许多高校的单片机实验室都是采用公司已经做好的实验箱，然后根据试验箱所提供的资料完成相关的实验。由于在实验过程中，大多数学生仅仅是根据电路图完成连线和把提供的源代码烧录到芯片内，导致这样的实验对学生动手能力的锻炼非常有限。

为此，针对上述问题，本文在单片机的教学过程中引入仿真软件Proteus来辅助教学，提高学生的学习兴趣和动手能力。

1 Proteus软件在单片机教学中的应用

Proteus是由英国Labcenter公司研发的电路虚拟仿真软件，可以在没有实际硬件的条件下，利用计算机就可实现硬件和软件同步仿真，并可将仿真结果用于真实设计[2]。这样，不但简化了单片机应用开发的过程和提高了设计效率，还大大提高了学生学习单片机的兴趣。

Proteus提供了一个界面非常友好的人机交互式集成环境ISIS，设计功能强大，Proteus的特点是[3]。

（1）具有很强的原理图绘制功能和PCB板的制作。

（2）具有模拟电路和数字电路的仿真，单片机和其它外围电路组成系统的仿真，SPI调试器，键盘和显示系统仿真等功能。

（3）可以使用的虚拟仪器有:电流表、电压表、逻辑分析仪、虚拟示波器、虚拟信号发生器、SPI调试器等。

（4）当前支持的单片机型号有:8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列等以及各种外围集成芯片。

（5）提供软件调试功能，同时也支持Keil等第三方软件的编译和调试环境。

2 Proteus单片机教学实例

下面通过仿真实例“0-9数字显示”讲述Proteus软件在单片机课程教学中的应用。

2.1 原理图绘制

首先启动Proteus ISIS Professional，在各元件库中选取电阻R、电容C、晶振CRYSTAL、单片机 AT89C51、总线驱动器74LS245、8×8点阵显示等元器件。然后在原理图编辑窗口中画出如图1所以的电路原理图，并修改相关元器件的参数值。

在图1中，C1，C2和X1构成时钟振荡电路，振荡频率为12Mhz，C3和R1组成上电复位电路，P0口、P3口和总线驱动器一起控制8×8点阵的显示。

图1 简易数字显示器设计

2.2 编译，调试和仿真

用Proteus现实单片机仿真中，需要.Hex文件将硬件电路图和软件程序代码结合起来，而.Hex文件的生成可以由Keil编译器生成。生成.Hex文件后，在Proteus中加载.Hex文件即完成了Proteus和Keil的关联。

点击Proteus界面下方开始按钮开始仿真，8×8点阵将从0到9循环显示，点击停止按钮停止仿真。在仿真过程中，每个元件的管脚旁边有一个小正方形，蓝色表示低电平，红色表示高电平，灰色表示悬空。可以根据各个管脚颜色的变化情况，对程序的运行正确与否做出本的判断。

3 结束语

利用Proteus软件实现单片机仿真教学，可以加深对基本原理、概念的理解和提升学生的学习兴趣，能有效提高教学效果。但Proteus是一个虚拟开发软件，对实际电路还不能做到完全百分之百的准确性。因此，在教学和学习过程中，要用Proteus仿真和实验装置相结合，才能达到最佳效果。

［1］曾燕,贾振国.Proteus仿真技术的单片机教学中的应用[J].长春工程学院学报:社会科学版，2011,12(1):132-134.

［2］徐爱钧.单片机原理实用教程[M].北京:电子工业出版社,2011:253-265.

［3］方天鸿.Proteus在单片机原理及应用课程教学中的应用[J].孝感学院学报，2007,6:156-158.