基于Proteus的单片机实践课程教学应用

王晓允

摘要：单片机课程作为电气工程及其自动化专业的主干课程之一，具备实践性强以及技术性强的特点，实践教学占据着非常大的比重。但是在传统的单片机课程实践教学过程中还会受到仪器设备以及师资水平等诸多因素的影响，也就难以获得良好的教学效果。这也就要求相关高校教师能够积极应用Proteus软件来进行课程教学模式的改革。

关键词：Proteus软件;单片机课程;实验改革

在传统的单片机实践课程教学过程中，实验室中多采用的是硬件仿真器配目标实验板方式來进行实践教学，这也就需要采购大量的硬件设备，还需要做好各种设备的运行维护工作，也就导致了教学成本得到大幅度的提升。而在基于Proteus的单片机课程教学跟仿真实验中，可以在软件环境中实现大量的教学实例以及实验仿真工作，这样也就能够使得学生的实践能力、创新能力以及动手能力得到进一步的提升，借此获得良好的单片机课程教学效果。

一、Proteus软件简介

Proteus软件是一款英国研发的EDZ工具软件，其还具备有以下应用特点：①具备有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机以及外围电路组成系统仿真、SPI调试器等诸多功能，并且具备有示波器、逻辑分析仪以及信号发生器等诸多虚拟仪器。②在Proteus软件中支持多种单片机类型。③支持大量的存储器以及外围芯片。④具备有集单片机以及SPICE分析于一身的强大功能。[1]

二、基于 Proteus软件的单片机课程教学

（一）传统单片机教学模式中存在的不足之处

在传统的单片机课程教学过程中，所采用的依旧是传统的“先原理后设计、先理论后试验”的教学模式，而且存在有理论教学多于实验教学的情况。此外在进行试验教学的过程中，也多是在完成了指令系统跟汇编语言程序设计这一课程完成之后才进行讲解，在具体的教学过程中还存在有以下几点不足之处：①通过进行原理大量讲解的模式引导学生入门，这样不仅仅导致学生的理解比较困难，并会感觉到一定的枯燥跟乏味。②在教学过程中主要是将单片机的原理作为核心，对于单片机应用多是一带而过，也就难以获得良好的应用能力培养效果。[2]③在软硬件介绍过程中存在有比较严重的分离情况，对于两者结合的系统设计方法还存在有强调不够的问题，也就导致了学生在构建实际的单片机应用系统过程中，存在有系统性思路缺乏的问题。④难以获得良好的创新思维能力培养效果。学生对某一课程实验产生兴趣还需要经过较长时间的培养，但是在传统的教学模式中因为课程实验具备有一定的场地要求，对于学生的开放也存在有时间上的限制，这样就难以激发出学生的学习积极性，对于学生创新思维能力的培养也会造成比较大的影响。

（二）基于Proteus软件的单片机教学应用

随着我国科学技术的不断发展，在单片机实践课程教学中也开始广泛应用到了Proteus软件，也获得了良好的应用效果。首先通过Proteus的仿真功能以及资源库，可以顶替硬件仿真器来进行前期的实验工作，然后在适当调整之后进行后续的实践操作，这样也就能够减少原本实验过程中出现偏差或者问题的可能性，借此获得良好的教学效果。通过Proteus仿真技术的应用，在单片机课堂教学过程中还能够让学生对单片机系统有一个完整的概念。通过Proteus仿真系统中的内外模型来进行自主设计跟检验。此外在进行毕业设计的过程中老师还需要给学生充分的自主性，在学生选题跟仿真的过程中还需要给予必要的技术指导，这样一方面能够减少硬件投入的浪费情况，另一方面还能够促使学生的综合能力得到更进一步的提升。[3]

三、基于Proteus仿真单片机教学应用的几点作用

在单片机教学过程中通过Proteus软件的应用，还要求相关教学人员能够对单片机教学过程中的方针技术做法充分熟悉，并在此基础上进行教学措施跟教学方法的合理选择。可以说在单片机的教学过程中，Proteus软件的应用还具备有以下几点应用优势。

（一）提升教学质量、实现预定的教学目标

在传统的单片机教学过程中还存在有比较多的问题，其教学质量也无法得到有效的保障。而且单片机自身因为过于复杂，若只是通过单纯的理论教学以及多媒体展示教学模式，还会导致学生在知识接受过程中受到比较多的阻碍，对于相关理论知识也无法得到有效的理解，从而直接影响到学生的学习积极性。在单片机课程教学跟实验过程中通过Proteus软件的应用，能够使得课堂实验的实际可操作性进一步提升，来让学生在理解理论知识的基础上，提升自身的操作能力以及综合能力。比如中断优先级作为单片机教学过程中的重点与难点，在Proteus仿真技术的帮助下，教师可以引导学生进行程序以及电路的设计工作，并通过对不同开关进行操纵的模式，来对该部分的内容直接展示给学生。学生在实验过程中还能够不断的进行思考以及实践以及操作，并能够促使自身的自主学习能力得到更进一步的提升。通过该类型先进技术的应用，还能够促使课堂教学以及教学计划得以顺利实施，借此来提高单片机课程的教学质量，从而实现预定的教学目标。[4]

（二）提升学生的动手能力

在传统的单片机教学过程中，因为教学内容繁多以及复杂等因素的影响，导致学生的实践操作时间不足，其动手能力也无法得到有效的锻炼。在实验教学过程中通过Proteus仿真技术的应用，能够让教学实验的操作变得更加的方便与简单，所显示的结果也更加的直观。在这一种学用结合的教学模式中，还能够让该课程的教学质量跟教学效率得到进一步的提升。

比如在进行“双机通信实验”的实践教学过程中，在传统教学方式中因为实验箱显示以及信号出错等诸多问题，也就容易出现实验操作不达标的情况，实验结果也就会出现比较大的偏差。通过Proteus仿真技术的应用，能够将实验过程以及实验结果很好的展示给学生，借此来帮助学生完成预定的学习计划，并能够有效增强学生的学习信心以及学习积极性，对于学生后续的成长跟学习也有着非常重要的影响。可以说Proteus仿真技术对于学生动手能力的提升也有着一定的积极意义，各高校也需要在自己的教学过程中进行Proteus仿真技术的合理运用，来让学生的实践能力得以提升，并更好的满足该专业的具体人才需求。

（三）提升学生的创新能力

学生创新能力的提升也是单片机课程教学的重要培养目标这一，这也就要求各高校在教学过程中能够加强对学生们创新能力培养的重视力度。在单片机课程教学过程中，学生的独立操作以及创新能力主要是体现在毕业设计

的完成上面。部分学生因为自身操作能力不足、实验设备容易受到损伤以及缺乏创新思维等因素的影响，也就缺乏对毕业设计的信心跟决心。在进行单片机接口技术的实际操作过程中，通过Proteus技术来进行设计图的仿真检验，对于操作过程中出现的问题也能够进行及时的纠正。而在进行实物制作过程中，也能给学生提供自主锻炼跟独立操作的机会，并需要加强对学生创新能力的培养力度，这样才能够为该行业提供足够多优秀的专业型人才。[5]

四、结语

在进行单片机课程教学过程中，通过Proteus技术的应用，其还能够对传统的教学理念以及教学模式起到良好的优化作用，并能够促使课程教学实验效率得到进一步的提升，来提升学生的知识掌握能力以及创新意识。因此说各单片机课程的教学人员还需要加强Proteus的研究力度，在结合了自身实际发展情况的基础上进行进行教学方法的合理设计，从而给信息技术教学课程的未来发展与创新提供新的思路。

参考文献：

[1]张鑫，朱丹峰，曾碧新.《单片机原理与应用》课程实验教学改革研究[J].考试周刊，2017，（8）：34.

[2]宋跃，胡必武，雷瑞庭.基于转型升级资源共享的单片机课程教学改革[J].实验室研究与探索，2017，（12）：233236.

[3]陈新芬，黄文明.“单片机原理与应用”课程教学分析——以无锡城市职业技术学院为例[J].无线互联科技，2018，（1）：9192，98.

[4]袁锋伟，赵立宏，朱慧玲，等.基于Proteus的单片机课程教学与实验改革[J].实验室研究与探索，2007，（12）：7578.

[5]张远辉，张鼎，许昌，等.基于Proteus的XY数控工作台仿真模型设计[J].实验技术与管理，2015，（3）：133136.