基于protues提高单片机学习效果的实践研究

梁丽丽

[摘 要] 单片机技术应用课程是江苏省南通中等专业学机电高职学生必修的专业课，有很强的理论性和实践性。传统单片机课以理论课为主、实验课为辅。除实验课不能保证每节课能約上外，实验设备还不能及时更新，稍有不慎还会烧坏，学习效果可想而知。基于protues的单片机学习法能够大力改善这种问题，让学生及时调试程序，观察实验效果，大大增强了学生的学习效果。

[关 键 词] 单片机技术；学习效果；实践研究；学习效果

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）03-0077-01

一、学生学习单片机现状研究

单片机技术应用课程是我校机电高职学生必修的一门专业课，有很强的理论性和应用性。可每每上单片机课学生都很头疼，老师也感觉束手无策。但随着社会自动化程度不断提高，生活对单片机专业人才的需求还很高。传统方法学习单片机困难，原因是多样的。笔者自2008年任教来一直从事单片机课程教学，喜欢借助信息化技术辅助教学，从一开始使用Multisim仿真到现在的Protues，它们各有优势，单片机Protues仿真可以联调，更适合学生学习。接下来我以键盘控制数码管为例完整介绍基于protues单片机的教学心得。

二、教材重整

传统单片机教材内容通常以单片机硬件结构、指令系统、程序设计、中断系统、定时器/计数器、串行通信、A/D、D/A转换这八个章节顺序讲解。理论性很强，学生接受难度较大。基于学生学习现状，将教材章节进行重新整合，设计由易到难。分成若干个小项目，如最小系统、广告灯、篮球比赛计分器、简易计算器、安防报警、秒表、电机控制等。配合信息化技术采用protues和keil软件联调手段，及时呈现效果。这样学生无需担心设备损坏，可以大胆尝试，学生学习兴趣大有提高，大大提高了单片机学习效果。

三、教学项目任务设计

我所教的学生是机电高职学生，针对他们的专业特性和理解能力，对每个项目给出了具体任务。部分任务如下表所示。

四、protues和keil软件联调，在教学中的实例

本文以单片机课程中的简易计算器为例，介绍protues和keil联调仿真方法。学生通过自己在protues环境中绘制电路图，可以验证电路设计的合理性，从而进一步理解单片机原理。具体操作过程如下：（1）运行Keil uvision4，新建工程项目“简易计算器”，将项目功能设置成12MHZ，输出.HEX文件。（2）新建“简易计算器.asm文件”并添加到“简易计算器”项目中。编译运行检查错误，当无错误后，将产生“简易计算器.HEX”文件，添加到Protues仿真单片机中。（3）运行Protues的ISIS professional程序，根据项目清单选择元器件。（4）根据元件清单，在ISIS professional的“pick Device中根据元件型号找出元器件。（5）画原理图。（6）根据硬件I/O接口，编程、并再次编译。（7）双击单片机芯片，进行设置。（8）打开ISIS professional，点击全速运行，可以查看程序效果。（9）若仿真效果不符合预期，可以用Keil和Protues联调，逐条调试，点击keil “debug”，找出具体问题原因。

五、信息化教学效果

与传统单片机教学效果相比，信息化教学效果是显著的。自从采用了protues仿真软件后，一改之前单片机课死气沉沉的景象，学生在课上变得有事可做，甚至来不及做。当然，来不及解决问题的学生可以将项目拷回家继续研究。这是传统单片机学习做不到的地方。通过一个个项目驱动，让学生每学一个知识点都有直接的学习效果，促进了学生主动学习。更重要的是，仿真软件的使用解决了学生遇到程序故障没有头绪可寻的问题。学生通过作图，遇到电气故障，进一步掌握了电路知识。通过任务驱动，分工协作，还提高了学生的沟通和协作能力，这些为他们以后的就业奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]葛金印，耿粹.单片机技术应用[M].高等教育出版社，2009.

[2]朱清慧.Protues教程：电子线路设计、制版与仿真[M].北京清华大学出版社，2012.

[3]顾菊芬.虚拟实验在单片机教学中的应用[J].科学技术，2008（21）.