基于Proteus設(shè)計(jì)電子臺歷的單片機(jī)教學(xué)

劉麗 華北機(jī)電學(xué)校 山西長治

基于Proteus設(shè)計(jì)電子臺歷的單片機(jī)教學(xué)

劉麗 華北機(jī)電學(xué)校 山西長治

在單片機(jī)教學(xué)中借助設(shè)計(jì)電子臺歷這個(gè)最具代表性案例教學(xué)能很好的給學(xué)生講述，如何運(yùn)用Proteus進(jìn)行程序設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能和調(diào)試。運(yùn)用這種案例進(jìn)行授課不但能實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生掌握和運(yùn)用單片機(jī)的教學(xué)目的，還可以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提升對學(xué)生的創(chuàng)新能力及訓(xùn)練學(xué)生把知識運(yùn)用到實(shí)際實(shí)踐中的能力，真正實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生從做中學(xué)，做中學(xué)的教學(xué)觀念。

Proteus 單片機(jī)教學(xué) 電子臺歷 電路

在當(dāng)今社會中，單片機(jī)已經(jīng)成為微控制系統(tǒng)的重要部分，其技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，但是掌握單片機(jī)知識的人卻不多。因此，為了培養(yǎng)出大量單片機(jī)相關(guān)的高素質(zhì)人才，我國很多院校紛紛在相關(guān)理工科專業(yè)中開設(shè)了單片機(jī)課程。以往的單片機(jī)教學(xué)主要以老師進(jìn)行講述為主，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會非常少，就算是實(shí)踐也僅僅是以簡單的“流水燈控制”實(shí)驗(yàn)為主，這類教學(xué)方法簡單、易操作、目的性強(qiáng)，操作和硬件發(fā)配固定，學(xué)生很難在這樣的學(xué)習(xí)中提起興趣。而且通過這種上課模式學(xué)生不能深入了解電路，不能把知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，所學(xué)知識往往停留在理論階段，很難達(dá)到教學(xué)目的。傳統(tǒng)教學(xué)方式不僅會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還會降低了學(xué)習(xí)效果。Proteus仿真軟件的設(shè)計(jì)非常人性化，操作簡單、方便、快捷，不但可以節(jié)約設(shè)計(jì)、開發(fā)時(shí)間，還能給學(xué)生學(xué)習(xí)帶去便利，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，對于單片機(jī)學(xué)習(xí)有非常重要的意義。本文基于Proteus軟件，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方式讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)一個(gè)功能完善的電子臺歷，以此來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)教學(xué)的目的。

1 采用基于Proteus進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)的好處

1.1 Proteus概述

Proteus軟件是一家英國企業(yè)研發(fā)出來的EDA工具軟件，這款軟件主要由電子仿真平臺軟件(ISIS)和布線編輯軟件（ARES）兩部分組成。Proteus軟件系統(tǒng)又集合了虛擬系統(tǒng)模型（Proteus）和印刷電路板設(shè)計(jì)為一體，在該系統(tǒng)中不但可以設(shè)計(jì)、模擬電路，還可以讓學(xué)生體驗(yàn)多種信號的微控制。Proteus現(xiàn)在已經(jīng)在很多學(xué)校和企業(yè)中得到了運(yùn)用，可以說它出現(xiàn)讓PCB完整教學(xué)得到實(shí)現(xiàn)，對單片機(jī)的教學(xué)有非常重要的意義。

1.2 利用Proteus開展教學(xué)的好處

以往的單片機(jī)教學(xué)多是采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱，在這種教學(xué)模式中學(xué)生只要充分預(yù)習(xí)課本就能掌握實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對提升學(xué)生對單片機(jī)的掌握能力非常有限。而運(yùn)用Proteus進(jìn)行的單片機(jī)教學(xué)不僅輕松、易操作，而且還可以滿足和實(shí)現(xiàn)學(xué)生對各種電路探究，不但可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，發(fā)散他們的學(xué)習(xí)思維和提高他們學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新思維，還可以減少學(xué)校在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中的硬件投入。最后就是在Proteus系統(tǒng)中有大量的案例，學(xué)生可以在遇到問題和沒有設(shè)計(jì)思路時(shí)進(jìn)行參考學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)更加積極主動(dòng)。所以在單片機(jī)教學(xué)中基于proteus的教學(xué)模式比以往的機(jī)箱教學(xué)更具有優(yōu)勢，是值得所有單片機(jī)教學(xué)組織機(jī)構(gòu)充分利用的教學(xué)方法。

2 如何開展基于Proteus電子臺歷設(shè)計(jì)教學(xué)

2.1 教學(xué)簡介

電子臺歷是生活中非常常見的時(shí)間工具，它誤差小，調(diào)整方便。他的制作原理就是1、硬件方面：運(yùn)用單片機(jī)、LCD電路和相關(guān)按鈕。2、軟件方面：在kill環(huán)境中編寫，并在Porteus中進(jìn)行聯(lián)調(diào)，以保證程序最后能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。最后需要在Proteus仿真軟件中嵌入程序生成的hex文件。

2.2 如何進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)

因?yàn)樵撊蝿?wù)的最終目的是為了讓學(xué)習(xí)者掌握單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)和電路連接，因此在程序設(shè)計(jì)方面主要使用可以進(jìn)行定時(shí)中斷控制的定時(shí)器和LCD顯示器；而時(shí)間方面的設(shè)置、調(diào)節(jié)都通過程序完成。經(jīng)過本實(shí)驗(yàn)，不僅可以提升學(xué)生的發(fā)散思維和實(shí)踐能力，還能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

實(shí)現(xiàn)電子臺歷的功能要設(shè)置三個(gè)開關(guān)，S1用來調(diào)出主菜單，S2是增加，S2是減少。操作原理如下：按一下S1表示調(diào)整秒，連續(xù)按兩次表示調(diào)整分，三次調(diào)整時(shí)，四次調(diào)整日，五次調(diào)整月，六次調(diào)整年，七次調(diào)整星期，八次表示調(diào)整完畢。

2.3 結(jié)果

在給系統(tǒng)進(jìn)行通電運(yùn)行后，首要的就是初始化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，和對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。按照上述的操作方法把時(shí)間按需要進(jìn)行修改。等到所有的數(shù)據(jù)都修改完成后，再按一次S1，這樣電子臺歷就運(yùn)用開始就開始運(yùn)行了。通過Proteus進(jìn)行的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)具備功能完善、可操作性強(qiáng)、界面友好等優(yōu)點(diǎn)。這種針對單片機(jī)的教學(xué)模式在今后定會在各大科研機(jī)構(gòu)和高校的實(shí)驗(yàn)室中大量運(yùn)用，也回來各類少年宮和科技博覽館中進(jìn)行。另外該系統(tǒng)有很優(yōu)秀的擴(kuò)展性和移植性，只要掌握了電子臺歷的設(shè)計(jì)原理，就可以通過簡單的轉(zhuǎn)變把該系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜谑覂?nèi)、室外的遠(yuǎn)程檢測工具等其他功能的相關(guān)設(shè)備?；趐roteus設(shè)計(jì)的電子臺歷教學(xué)是一堂綜合性很高的實(shí)踐課程。

3 總結(jié)

在單片機(jī)教學(xué)中運(yùn)用Proteus仿真平臺，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即合理利用了傳統(tǒng)的軟件教學(xué)，又為學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加了新方法，即增加了教學(xué)樂趣，又提升了單片機(jī)教學(xué)的可操作性。運(yùn)用Proteus平臺進(jìn)行教學(xué)不僅可以讓學(xué)生發(fā)揮想象力，獨(dú)立設(shè)計(jì)自己感興趣的電路，還可以及時(shí)給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)評價(jià)反饋，讓學(xué)生及時(shí)得到教學(xué)反饋。不但調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且提升了學(xué)生的創(chuàng)造力。

[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,1999:20.

[2]方怡冰.單片機(jī)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(3).

劉麗（1985—5），女，漢族，山西屯留人，本科，講師，研究方向：信號與信息處理。