应用PROTEUS仿真突破中职单片机教学难点的三个案例

长沙市电子工业学校 刘国云

智能制造时代，单片机课程愈发重要，由于单片机抽象难学与中职学生基础薄弱的剪刀差矛盾，传统的PPT讲授法很难形象直观的传授好单片机课程。我应用PROTEUS仿真技术，对单片机课程的教材和教法进行改革，取得了较好的教学效果。通过分享应用PROTEUS仿真突破中职单片机教学难点的三个案例，为如何推动单片机“三教”改革提供一些经验。

单片机是智能制造时代许多专业的专业核心课程，中职学生文化基础普遍薄弱，逻辑思维能力、理解接受能力以及抽象构想能力也普遍欠缺，单片机编程教学的难度系数一直很高。究其原因，单片机课程逻辑性强与学生基础薄弱的剪刀差矛盾是主要原因，单片机传统教学方法是次要原因。

图1 顺序扫描和for循环语句演示电路

图2 顺序扫描和for循环语句演示程序

中职学生抽象学习能力比较弱，仍采用传统讲授法，用PPT给他们讲单片机的存储器、顺序扫描工作原理、循环语句、数码显示、定时中断…绝大多数中职学生接受不了。我应用PROTEUS仿真技术，对单片机教材、教法进行改革，在教学实践中，取得了很好的教学效果，现分享以下我应用PROTEUS仿真突破单片机教学难点的三个案例，希望能职教同行提供一些参考借鉴作用，不足之处，请批评指正。

1 单片机顺序扫描和for循环语句的演示和验证

单片机程序是顺序执行的，但条件语句、循环语句、程序调用、中断程序等可以改变程序执行的方向。这些基础知识对于单片机初学者来说，很抽象，又非常重要，如何把这些知识形象直观的传授给他们，同样非常重要。为此我用PROTEUS仿真设计了一个单片机顺序扫描和for循环语句的演示和验证电路及程序。通过我的仿真演示和讲解，及学生自己的仿真操作，学生非常直观地观察到了单片机顺序扫描的工作过程和for语句的循环工作特点，并非常轻松的接受和理解了这些知识，大大地提高了教学效果。

图1是演示电路，图2是演示程序。图2中的主程序调用了显示子程序xianshi()、执行了n2的if条件语句。n2对单片机顺序扫描次数进行计数，单片机每执行一次顺序扫描，n2自+1。当n2=5000时，n3自+1、n2=0重新计数。n3=25时，n3=0，重新开始计数。

xianshi()中有一个循环4次的for语句，并在该循环语句中用n0对循环次数进行计数，for语句每循环一次，n0自+1一次。与n2一样，当n0=5000时，n1自+1、n0=0重新计数，n1=100时，n1=0重新开始计数。

很明显，由于单片机顺序扫描，n0和n2，n1和n3在n0和n2等于5000时，都会做自+1运算。由于for循环，n0自+1四次，n2才自+1一次，也就是说n1自+1四次，n3才自+1一次。图1中数码管的高和低两位分别显示n1和n3的计数值，只要n1和n3的显示在做自+1运算，就演示和验证了单片机顺序扫描工作过程。n1自+1四次，n3才自+1一次，就演示和验证了for语句的循环工作特点。

仿真效果很好的演示和验证了这些效果。

图3 while循环的演示电路

图4 while循环的演示程序

图5 响应定时中断的演示电路

图6 响应定时中断的演示程序

2 while循环语句的演示和验证

与for语句一样，while也是循环语句，当满足循环条件时，将执行循环语句，主程序中的while(1)死循环就是典型的应用，但学生不太理解while语句满足循环条件执行循环语句的工作过程。我在图4中的主程序中设计了一个n0自+1，当n0=2000时，n0=0、n1自+1的if条件语句。在该条件语句后设计了一个当n1=50时的while循环语句。当n1=50时，while循环条件满足，程序指针将进入循环体，不再执行n1自+1，而执行循环体中的n3自+1。

图3中的数码管的高低二位分别显示n1和n3的计数值，只要n1＜50时，n1执行自+1，而n3保持0；当n1=50时保持不变，而n3执行自+1，就演示和验证了while语句的循环工作特点，仿真效果确实如此。

3 定时中断程序的演示和验证

中断是单片机模仿人类活动进行事件响应---中断当前工作---执行中断---返回原工作的一种控制方式，定时中断是根据设定的时间周期，定时中断当前程序，去执行中断程序后，再返回原程序的一种中断方式。定时中断非常重要，但中职学生很难理解接受。我在图6的主程序中调用了一个跑马灯子程序paomadeng()，通过m对点亮的led计数标定，一个跑马灯周期m要记8次数。同时设计了一个响应周期为50ms的定时中断程序，在中断程序中反复调用显示m标定值的显示程序。假如不设定定时中断，跑马灯程序的执行是不中断的，速度很快。设定定时中断后，程序指针必须定时中断跑马灯程序，去执行显示程序，显示程序调用的次数越多，执行的时间就越长，跑马灯中断的时间就越长，从而演示和验证了单片机响应定时中断的工作过程。

结语：单片机课程特点与中职学生基础的剪刀差矛盾，将在我国相当长的一段时间内存在，而新时代单片机课程日趋重要，上述案例通过应用PROTEUS仿真技术，大力推进“三教改革”，具有一定借鉴和推广作用。