浅谈Proteus仿真在单片机教学中的应用
【 摘 要 】本文在分析Proteus实验教学中的优点基础上，继而探讨解决中等职业技术学校开展单片机课程教学中理论枯燥和操作难度大等问题。
【 关键词 】Proteus 单片机 教学 应用
1 Proteus在实验教学中有着传统实验室无法比拟的优点
1.1硬件投入少、损耗小。Proteus支持8051、8086、AVR、ARM等多种处理器模型，为我们提供了30多个元件库，超过27000个仿真器件，其中元件涉及模拟和数字、直流和交流等，还提供了电压表、电流表、计数计时器、示波器、逻辑分析仪等丰富的虚拟仪器，还有包括直流、正弦、脉冲、音频等多种激励源，为学生提供了丰富的实验资源。
1.2接近于实际工程。Proteus中提供的虚拟元件参数都是由各生产厂家提供的，学生在仿真调试成功后再进行实际电路的搭建和调试，基本上就能够成功了，即使需要修改也不会有大的变动，可以获得事半功倍的效果。利用基于Proteus的虚拟实验室，学生可以完成从硬件设计、软件编程到联机调试的整个过程，与实际工程最为接近，可以使学生了解实际问题的解决过程。
1.3易于管理与维护。基于Proteus的虚拟实验室的核心是Proteus仿真软件，其硬件是基于网络平台的。学生的实验可以在机房进行，也可以在寝室完成，不受传统实验室的时间和空间的限制，实现了实验室的开放性管理。而实验室的管理只不过是用户账号的管理和软件的更新与维护，极大地减少了教师进行实验室管理与维护的工作量。
2 Proteus在单片机教学中的应用
2.1激发学习兴趣
以一个LED灯的点亮为例，一般生活中控制灯的亮灭，我们是通过开关手动控制来实现的，学习单片机技术后，我们可以通过单片机芯片来进行控制，我们将LED灯接人单片机的一个输出引脚，只需要改变灯左端引脚的电平就可以实现灯的亮灭控制，对于电平的改变，我们只需要通过改变“LED=1”这条语句就可以实现。在教学过程中，我们修改语句，然后通过Proteus软件向学生展示出电路的变化情况。依托proteus和Keil这两个仿真软件来实现这个单片机的应用，避免了复杂的接线和系统运行过程，这样简单的操作过程让学生感到单片机技术不是那么深奥难理解，增强了他们的学习信心，提高了他们的学习兴趣。
2.2电路演示
在进行单片机电路演示的时候，传统的做法是通过图片静态演示或实物演示。简单的图片演示，不能很好的反映出硬件系统的工作过程。而实物演示，一般实验箱相对太小，大部分同学看不清，不能同步理解，教学效果也不理想。Proteus软件可以仿真51系列、AVR，PIC，ARM等常用主流单片机，同时可以实时采用诸如RAM，ROM、马达、LED，LCD，AD/DA等器件，再配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，所以可以依托Proteus软件进行电路演示，增强教学的生动性和直观性。
2.3降低系统调试难度
一般在单片机教学时会使用单片机实验箱，这样在调试时不仅需要清楚单片机实验箱的电路构成，还需要学生了解并会使用仿真调试软件，如伟福等。在初学单片机时，我们可以借助proteus软件来辅助进行系统调试，由于加载程序时，只需双击单片机芯片，在ProgramFile选项处选择所需的hex文件即可简单完成加载步骤，大大降低了单片机系统的调试难度。调试难度降低，学生就可以将主要精力放在硬件电路设计和软件程序编写上，有利于他们更好的掌握单片机基本知识，而且熟练掌握软件仿真调试方法之后，学生还可以较决的掌握实物调试的步骤和方法。
2.4改进教学实验
教育要注重实践操作能力的培养，为此需要提供给学生们充足的实验实训设备。实际教学中，实验箱、实验板上的资源有限，在一个实验室里不可能包括所有种类的单片机设备以及各种外围电路，而且单片机的种类很多，技术和产品的更新较快，实验室的更新速度无法很好的满足实际教学实验的要求，对实验内容造成了很大的限制。依托proteus软件可以建立单片机仿真系统，在虚拟的环境中，不仅可以借助丰富的仿真器件设计多个实验项目，还可以利用仪器仪表对电路进行模拟测试，在单片机技术掌握的同时还学习了仪器仪表的使用。只要依托proteus软件建立虚拟实验室，并在此基础上改革实验教学内容，对传统的基础性实验进行更新，开设综合性和创新性实验，才能更好地提高教学水平。
2.5单片机电路设计
一般学校实验室的单片机实验箱都是固定的，其资源有限而且部分电路都已经固定连接好，学生一般只能进行一些演示性和验证性的实验，对于学生自己设计的电路一般只能纸上谈兵，无法直观验证其正确性。proteus软件提供丰富的仿真器件，可以让学生能够简单而方便的进行电路改变、进行破坏性实验或更改元器件参数，使学生在课堂上毫无危险实现了虚拟世界的真实体验，不用害怕出错或者损坏仪器和元器件，大胆对电路进行更改和创新。在模拟传送装置的电路仿真电路图时，学生可以根据实际需要改变AD转换器件、改变显示的数码管等。
当然在掌握了单片机的基本应用知识之后，要引导学生进行实际电路的应用和设计，并在基本知识上进行加深和扩充，进一步提高学生的单片机应用能力。
3 结语
总之，在教师教学中利用Proteus软件来弥补传统教学方法的不足，为单片机课程理论和实践教学中存在的问题提供了很好解决方法，激发学生的学习兴趣，让学生能更好的掌握了单片机的应用知识。但教师在具体实际教学过程中，还应该充分考虑课程的特点并根据课程内容划分合理的模块进行仿真教学。
【参考文献】
[1]杨打生；单片机C51技术应用[M]；北京理工大学出版社，2011，8
[2]严其艳；高职单片机课程教学改革与实践[J]；中国西部科技，2010，2