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Proteus仿真在单片机综合实践教学中的应用探讨 　　 随着单片机技术在测控系统、智能仪表、机电一体化、机器人 、家用电器等领域的广泛应用，社会对熟练使用单片机的人才 需求量越来越大，使得单片机课程在高校教学中的地位显得越 来越重要，已成为电子信息、计算机通信、电气工程、自动化 、机电、数控等各工科专业大学生必须要掌握的一门基本技术 ，也是学生走向工作岗位所必须具备的重要技能。要学好单片 机课程必须强化实践技能，尤其要重视单片机的课程设计、毕 业设计等综合实践环节。单片机综合实践教学环节是面向工程 、面向知识的综合应用能力培养的综合性、系统化的实践训练 ，这一实践环节实施的质量对于课程学习及学生实践技能和创 新意识培养至关重要。 　　 Proteus软件是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具，在国 内推广应用后，受到从事单片机教学的教师和单片机应用系统 研发人员的青睐[1]。将Proteus虚拟仿真技术应用于单片机综 合实践教学中，对于增强学生学习单片机的兴趣，提高单片机 应用开发能力及培养工程应用与创新能力有很大的促进作用， 也是提升单片机综合实践教学质量最好的途径。 　　1 Proteus软件特点及虚拟仿真技术 　　 Proteus是目前最先进、最完备的电子设计开发平台，由ISIS和 ARES两部分组成。ISIS是电子线路仿真平台，能实现模电、数 电、模/数混合电路、单片机及外围电路系统的设计与仿真；AR ES是电子线路的PCB设计平台；支持PLM、汇编和C语言的程序设 计。Proteus软件具有以下几个特点[2]。 　　 1）原理图绘制功能强大：Proteus具有丰富的电子器件库，提 供了超过35 000种元器件；具有自动连线功能，支持总线器件和总线布线， 可输出高质量图纸等。 　　 2）完善的电路仿真与精确分析功能：Proteus具有多样的输入 激励源，如直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频等；具有 多种虚拟仪器仪表，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交 直流电压/电流表等；仿真显示生动、直观；利用高级图形仿真 功能可以精确分析电路的工作点、瞬态特性、频率特性、噪声 及失真等多项指标。 　　 3）单片机协同仿真功能：Proteus支持主流单片机系统的仿真 ，包括68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列、ARM系列等 ；支持字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模 块、键盘/按键等通用外设模型。 　　 4）提供软件调试功能：内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，同 时支持第三方的软件编译和调试环境，如IAR、Keil等软件。 　　 5）强大的PCB设计平台：Proteus具有先进的自动布局/布线功 能和完整的PCB设计功能，可实现可视化3D预览，并支持多种输 出格式。 　　 利用Proteus软件进行单片机系统仿真设计，可以将许多单片机 应用实例的功能和运行过程形象化，使学生对单片机的学习比 单纯学习书本知识更容易接受，学习效率更高。 　　 Proteus不仅提供了实验室无法相比的大量的元器件库和虚拟仪 器仪表，而且在仿真环境下，Proteus可以灵活、高效地修改仿 真电路的设计，这非常有助于培养学生独立思考、勇于创新的 实践精神。另外，由于没有元器件损耗，实现实践教学的零成 本，同时也可大大缩短设计时间、降低工程制造的风险，这些 在传统的单片机实践教学中是无法做到的。 　　2 基于Proteus的单片机综合实践教学改革 　　 单片机的综合实践教学是提高学生知识综合应用能力和实践技 能的重要教学环节。由于设计题目、硬件配置及教学周数等客 观原因，许多高校单片机综合实践教学环节只进行理论设计， 这种纸上谈兵的综合实践教学根本达不到期望的教学目标。采 用在单片机实验箱（或实验板）上进行单片机综合实践，由于 实验箱可选择的实践项目有限，自身开发能力较弱，学生在有 限的实践课时内，只能机械地按指导教师要求搭接电路、输入 程序、编译运行、查看结果，很少去思考所实践项目的实现方 法、设计原理，无法体现实践的自主性，对于提升学生单片机 综合应用能力十分有限，也使学生对单片机综合实践教学失去 兴趣，实践变成走过场，效果较差。 　　在单片机综合实践的设计阶段引入 Proteus虚拟仿真，学生可根据设计任务要求，在仿真环境下进 行电路设计、程序编写及系统调试。仿真设计过程不需要任何 成本，也不受时间和空间的限制，能充分发挥学生实践自主性 ，留给学生更多的思考空间，对于培养学生独立解决问题的能 力有很大帮助。通过“理论设计―仿真验证―修改完善”的反 复优化的仿真设计过程，学生可以获得性能优越、运行稳定的 单片机应用系统。依据仿真结果再进行实物调试，其调试过程 将变得游刃有余，不但大大缩短调试时间，而且能