proteus软件单片机教学仿真

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1、Proteus软件单片机教学仿真郑嘉摘要：Proteus在单片机CPU和外围器件方面卓越的仿真能力使其成为目前优秀的仿真工具之一。本文介绍了Proteus的一些特点，并结合实例说明了Proteus用于单片机教学的仿真方法，旨在为单片机初学者提供一种单片机学习的快捷方法。关键词：仿真；单片机教学；Proteus单片机又称单片微控制器，它把一个计算机系统集成到一个芯片上，即一块芯片就成了一台计算机。单片机体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件，其应用领域遍及工业控制、计算机外围设备、智能仪表、导航系统、家用电器等各个方面。单片机技术的发展极大地推动了电子、电气、仪器仪表、

2、机电一体化等行业的快速发展，成为当前教学和科研的热门话题。随着计算机计算性能的飞速提高，为计算机仿真运用提供了有利条件，同时对于单片机井喷式的需求也推动了单片机仿真技术的进步。LabCenterElectronics公司提供的仿真工具Proteus为单片机初学者提供了一个很好的学习平台，一种单片机开发的辅助工具。目前用于单片机仿真的工具很多，有些主要用于软件仿真，侧重于算法的验证，学生无法获得直接的硬件开发经验；有些用于硬件仿真的工具对于CPU的仿真能力有限，至于对CPU外围的硬件仿真更是无能为力。Proteus在单片机CPU和外围器件方面表现出的卓越的仿真能力使其成为目前最好的仿真工具

3、之一。Proteus不仅可以仿真8051系列、AVR系列、PIC系列等主要常见系列单片机及其外围电路，同时Proteus提供了数目庞大，门类齐全的各类常见器件库，具有较强的PCB设计功能，Proteus的操作灵活，自动连线等优点为设计人员提供了一个非常友好的开发界面。Proteus不断完善的功能和强大的仿真能力被越来越多的设计人员所喜爱，在各个中职学校中也逐步得到了推广。1　传统单片机教学存在的问题为了适应社会生产发展的需要，中职学校在相关专业开设了不同类型的单片机课程及相关的实验和综合设计。然而摆在教师和学生面前的问题有:(1)如何摆脱实验箱的束缚。传统的单片机教学和实验是立足于实验箱

4、的，这种方式的明显缺点就是学生的动手经验完全来自于加工成箱的实验设备，学生主要的工作是机械地接孔连线，创造性的思维完全被禁锢在小小的实验箱中，严重挫伤了学生的开发兴趣，同时还会造成认知上的误区。(2)动手设计电路板是有效的学习单片机的方法，在单片机电子系统设计中设计人员应事先确定好硬件和软件系统的实施方案，包括系统由哪些模块组成、各个模块的具体组成电路、采用什么样的元件和芯片，如何进行连接等，这就要求设计人员不仅要熟悉五花八门、数目庞大的各种通用元件(如TTL元件和CMOS元件)，还要具备比较丰富的电路设计经验，然而毕竟课时和实验经费有限，初学者经验不足，可见传统的学习过程不是一件容易的

5、事情。(3)设计方案能否成功在软、硬件系统最后调试之前是较难确定，而且单片机开发所需的仿真器、编程器及各类元器件，亦是一笔不小的开支，一旦出现严重错误时，需要修改设计方案和搭接电路，这样一来又须为新方案投入额外的财力和物力。2　仿真教学方法的引入及意义2.1　仿真的概念及意义仿真是利用计算机对实际的物理或数学模型进行虚拟试验，通过这样的模型试验来对一个实际系统的功能、性能和工作状态进行分析和研究，其实质上是在计算机中对系统数学模型进行数值计算，仿真技术的引入使得研发过程不在受到传统做法的局限。2.2　仿真技术在教学中的应用计算机仿真技术是教学科研和工业设计的强有力工具。随着科学技术的不断

6、发展和电脑仿真技术的日益完善，学校也纷纷建立起自己的仿真实验室，采用电脑软件来模拟教学实验内容，这样一来可以针对教学大纲要求进行各种实验和练习，通过引入电脑仿真技术实验证明，大大提高了学生掌握所学内容的效率。其优点是，使用和分析实验结果十分方便和快捷，功能强大，电脑仿真软件还具有仿真速度快、界面友好、仿真实验数据处理方便等优点，是进行教学实验分析、设计和教学研究的强有力的工具。仿真技术的引入缓解了实验室和师资的压力，节约了经费。尤其是仪器分析教学中的各种价格昂贵的设备，作为教学机构不可能购入多台供学生实习使用。仿真教学可成为进厂实习前的模拟教学手段，可显著改善进厂实习的效果。这种高科技的

7、教学方法，形成了新颖的教学模式，易调动学生的积极性、主动性，必将收到良好的教学效果，使学生毕业后更快的适应工作岗位。3　优秀的单片机仿真工具—ProteusProteus是由英国LabcenterElectronics在1989年开发的EDA软件，至今已有十七年的历史，在全球广泛使用———在国外有包括斯坦福、剑桥等在内的几千家高校将Proteus作为电子工程学位的教学和实验平台，在国内也有众多大学正在体验Proteus的独一无二的功