基于Proteus的项目式单片机教学设计与实施

孙茹树

[摘 要] 针对中职单片机传统教学中存在的课程内容难、学生基础弱等问题，提出了用Proteus仿真软件进行单片机项目式教学的方法。由实际问题入手，通过技能训练引入相关知识和理论，由实训引出相关概念、硬件设计和编程方法。该方法能大大提高教学效率，调动学生学习积极性，具有较高的推广价值。

[关 键 词] Proteus仿真软件；项目式教学；单片机

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）06-0093-01

单片机是中高职学校电类专业的必修课，是培养学生单片机基础应用能力和程序设计能力的核心课程，具有较强电子技术应用能力，熟悉基于单片机电路的应用技术设计，又具有自动化设备安装、调试、维护能力和良好的职业素质的高素质技能型专门人才的培养目标服务。采用传统的教学方法，学生学习起来感觉内容抽象、枯燥乏味，难于理解，教学效果一直不太理想。使用Proteus软件进行单片机系统的虚拟仿真实验，为课程实践性教学环节提供了一个接近完全真实运行的实验环境，同时也解决了教学中实验设备硬件不足等困难。主要通过项目式教学，把实践环节与课堂讲授进行有机结合，以培养学生实际设计、调试能力，提高学生的学习潜能，培养学生的综合能力。

一、项目准备

Proteus ISIS是英国Labcenter Electronics公司开发的能对单片机应用系统进行软硬件设计、开发和运行的虚拟仿真软件。整个工作界面分为若干个区域，由原理图编辑窗口、预览窗口、工具箱、主菜单栏、主工具栏等组成。

该软件的主要特点是：（1）Proteus除了既可仿真模擬电路又可仿真数字电路以及数字、模拟混合电路外，其独具的特色是能够仿真各种单片机及嵌入式处理器；（2）具有各种仿真仪器仪表工具，如示波器、逻辑分析仪、各种信号发生器、计数器、电压源、电流源、电压表、电流表、虚拟终端等，同一种仪器仪表可在同一电路中随意调用；（3）可以进行软、硬件结合的系统仿真，且仿真是交互的、可视化的。

教学内容为信号灯的控制：（1）单片机开发系统及应用、指令的应用、信号灯的控制；（2）信号灯的控制；（3）简易秒表的制作、简易数字电压表的制作、单片机之间的双机通信、信号灯的控制；（4）电脑钟的设计与制作十个项目，每个项目依据具体情况分配8个学时来完成，总学时为80个学时。

二、项目实施

项目实施前，对Proteus软件使用、专业实训实验板进行介绍，然后将学习任务书、评价表下发给学生，拟定实训任务，布置预习教材和资料，使用过程中遇到的问题能够通过查阅工具书和相关资料自己解决。

在项目实施阶段，基于项目内容的特点和学生的特征，教学时主要以“项目为中心”来展开教学，以具体项目任务引领，实施以学生为中心的教学，融“教、学、做”为一体。教学过程中通过创设问题情境，采用任务驱动、启发引导、讲练结合、分组讨论等教学方法，引导学生独立自主地开展思维活动，深入探究，从而创造性地解决问题，最终形成概念，获得方法，培养能力。通过不断探究、发现，在师生互动、学生讨论中，让学习过程成为学生的主动认知过程。以项目4：信号灯的控制，项目要求学生编写程序实现外接在P1口的发光二极管循环顺序点亮，显示间隔为0.5 s。首先在Proteus软件中绘制电路原理图，从而熟悉项目的硬件电路并强化电路方面的知识；然后在编译软件中根据电路原理图和项目要求编写程序，编译成功后生成hex文件。信号灯程序如下：

程序编译没有错误后，就可以进行调试与仿真，在Proteus软件中观察仿真结果。对于存储器、特殊功能寄存器等知识点，学生可以通过软件的调试窗口直观地观察到程序运行时各个寄存器中数值的变化，从而对相关的理论知识有了进一步的理解。

三、项目评价

为了真正体现以学生为主体，体现以学生的“学”来评价教师“教”。在本项目的教学中根据实习反馈表进行学生自评、教师点评，并将形成性评价与总结性评价相结合，把握评价的时机与尺度，从而调节课堂气氛，提高课堂效率。促进学生相互学习、共同提高。

总之，将Proteus仿真软件融入教学中进行电路原理仿真，使教学与仿真技术相结合，将难理解的电路原理直观、形象地展现给学生，有效改善了传统教学效果，增强了学生对知识学习的兴趣，提高了学生理解电路原理的能力。

参考文献：

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例[M].北京：电子工业出版社，2010.