仿真软件在51单片机教学中的应用

李想+张晓东

摘 要：传统的单片机教学是使用实验系统进行的，这种方式费时且效率低，本文探讨了仿真软件在单片机教学中的应用，提高了学生的学习效率和学习兴趣，增强了学生在单片机系统的实际开发中的能力，因此，使用仿真软件来进行单片机的教学，是一个值得推广的教学方式。

关键词：单片机；仿真软件；实验系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.178

1 引言

单片机应用是大学本科及专科信息类、电子类、机电类专业的一门核心课程，该课程的前导课程主要有计算机文化基础、C语言及应用、电路与电子学、数字电路等课程，后续课程按照不同的专业划分，主要有RFID技术与应用、无线传感器网络技术和工业机器人等课程，由于该课程涉及到的知识点多且较难，因此，历来该课程是工科类大学生的难点和重点课程之一。

2 传统单片机教学的方式

传统的单片机教学方式，一般是在专门的单片机实验室里使用单片机实验台和电脑等设备教学[1]。学生首先进行单片机线路的连接，如单片机引脚和LED灯、七段数码管、8*8点阵等互联，之后使用电脑进行软件程序设计，在代码编译成功后通过数据线将编译成功的目标代码hex文件写入单片机中，最后系统上电，查看单片机系统的执行效果。

但是传统的教学方式，有很大的不足之处，主要有以下几方面：

（1）一般的实验室的面积有限，单片机实验综合系统（包括一台电脑）只能放8到10套，而一个班的学生一般在35到50人，每个人操作的时间有限；

（2）由于单片机的前导课程之一是电路与电子学，而在单片机实验室连接线路时，需要使用该前导课程的相关知识，但有些学生的相关知识储备不充分，因此连接线路易出错；

（3）物理连线和目标程序写入等过程，占用了大量的课堂时间。

3 在单片机教学中使用仿真软件

由于传统的单片机教学方式存在诸多不足之处，因此我院信息工程学院、机电工程学院等开设单片机应用课程的院系使用了新的教學方式，即使用仿真软件来进行单片机应用课程的教学。

在实际的教学中，对于硬件系统，使用Proteus进行仿真，而对于软件部分，则使用传统的Keil软件来进行编程[2]。

这样则可以把该课程的教学从单片机实验室移到计算机机房中进行，一个标准的计算机机房一般拥有计算机的数量都在50台以上，因此一个班的学生可以每人一台计算机进行操作，避免了单片机实验室人多实验台少的情况[3]。同时，减少了连线时间，提高了学习的效率。

4 使用仿真软件在单片机应用课程中的教学实例

在实际的教学中，采用的教材是电子工业出版社出版的《单片机应用技术（C语言版）》，该教材是任务驱动教学模式，每一个章节即为一个具体的任务，授课时首先由老师讲解演示具体的实验，之后学生做实验，然后讲解相关的理论，这样的教法，学生普遍反映比先理论后实验的方式学习效率要高很多。

本文以一个LED灯亮的单片机实验流程来阐述仿真软件的应用。

首先由教师演示LED灯亮的效果，引起学生的兴趣，接着教师带领学生一起使用Proteus软件来进行硬件部分的仿真，涉及到的主要硬件有51单片机，LED灯，电源，电阻等元件。

接着对于通用的元件，如单片机，LED灯等，可以直接告诉学生在Proteus中这些元件的名称，然后直接画出，而对于电阻，以及后续章节的诸如七段数码管，8*8点阵等元件，则可以让学生自行到百度上搜索具体的名称，一方面可以培养学生的搜索能力，另一方面可以增加学生学习的兴趣。

在Proteus中的硬件电路画好后，接着学生便可以在Keil中进行软件系统的设计，该设计流程与传统的单片机实验流程相同。

在Keil中编写好软件后，学生进行编译，产生最终的目标代码hex，然后在Proteus中将此hex文件导入到单片机中，最后点击Proteus左下角的开始按钮，即可观看仿真效果。

5 结论

本文探讨了使用仿真软件在单片机教学中的应用，近年来，我院在单片机的教学、比赛、学生的毕业设计等方面均使用仿真软件来进行，提高了学生的学习效率和学习兴趣，增强了学生在单片机系统的实际开发中的能力，因此，使用仿真软件来进行单片机的教学，是一个值得推广的教学方式。

参考文献：

[1]王静霞.单片机应用技术（C 语言版）[M].电子工业出版社，2009.

[2]吴险峰.51单片机项目教程（C语言版）[M].人民邮电出版社，2016.

[3]李江全等.单片机：通信与控制应用编程实例[M].中国电力出版社，2012.