基于模拟仿真单片机教学改革探析

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1、基于模拟仿真单片机教学改革探析　　摘要：目前单片机芯片技术发展迅速，而在高校教学中设备随之更新是十分困难的。在有限的硬件设备下，模拟仿真软件能够弥补实验仪器和元器件缺乏带来的不足，增大实验系统的灵活性和可扩展性，是提高实验室建设水平的有力手段。Abstract：ItisdifficultfortherenewaloftheSCMexperimentequipmentsincollegeteachingwiththedevelopmentofsinglechiptechnology.Inthelimite

2、dhardware，virtualsimulationsoftwarefortheexperimentscansolvethelackoftheinstrumentsandcomponents，andincreaseflexibilityandextendibilityoftheexperimentalsystem.Thesimulationexperimentisapowerfulmeanstoimprovetheleveloflaboratoryconstruction.关键词：单片机；Proteu

3、s；Keil；仿真教学Keywords：SCM；Proteus；Keil；simulatingteaching中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）29-0260-020引言5目前各行各业对仿真的应用越来越重视。在不需要实物的情况下，模拟各种器件的参数，通过计算机进行调试仿真，可以极大程度地节省开发成本。鉴于仿真软件的优势，模拟仿真越来越多地被应用在课堂教学中。因此引入模拟仿真教学方法是单片机教学十分必要的尝试和改革。在理论知识的传授中，采用仿真软件现场实地地把现象结

4、果演示出来，使书面知识不再单调枯燥。另外计算机技术的飞速发展使得单片机的更新十分迅速，学生接触的硬件实物往往跟不上单片机换代的脚步。因此目前单片机的教学越来越多地结合仿真软件，在课堂上能够及时地演示单片机的工作方式，使学生能够更直观、更深入地理解单片机工作原理。1传统单片机教学的缺点5传统单片机的教学是先讲授理论课程，介绍单片机的硬件组成和各部分作用，再介绍单片机的指令系统-汇编语言，最后介绍单片机的扩展及与外设的连接。全部理论知识讲授完之后才开始上机实验，此时同学们多数已经把间隔时间较远的知识点忘记，

5、效果不甚理想。再者，单片机实验开发系统往往是成品，芯片、扩展及外设是已经焊接好的，固定不变，一般只能做些验证型实验，学生动手实践能力很难得到提高。若要让学生参与到单片机控制系统的设计与开发，又涉及到电路板制作、元器件焊接、硬件电路测试等多个环节，完成时间很长，并且制作PCB板、元器件的购买等花费成本较高。而且对学生而言，硬件实物仿真中很容易损坏元件，耗费很大，一般实验室不可能每年承担如此大的消耗。随着计算机的飞速发展，我国主流单片机的应用已经不仅限于51系列，16位单片机及ARM的应用也越来越广泛。而单

6、片机教学多数集中在MCS-51，实验设备也是配套的51系列。因此对出现的性能更好的单片机，现有的教学资源不足以撑起单片机课程内容的更新。如果在教学中采用仿真系统，这些问题都将迎刃而解。2单片机仿真系统简介目前单片机仿真应用最广的是Keil和Proteus两款仿真软件。Keil是美国KeilSoftware公司出品。它提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开放方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起[1]。它支持汇编、C语言以及混合编程，是

7、目前应用最广泛的51单片机开发工具。Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件，由ISIS和ARES两个软件构成[2]。ISIS主要采用原理布图的方法绘制电路并进行相应仿真，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成系统的仿真、RS-232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能，有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等[3]。5Keil和Proteus的结合为单片机教学与应用开发提供了一个完整的虚拟实验室[4]。Keil主要用于

8、程序的编写、编译和调试。在不需要外围器件的情况下，Keil可以独立完成单片机源程序的调试及实现。在调试过程中，可以观察各个存储单元、特殊功能寄存器等的当前状态，可以观察程序计数器PC和时间计时sec的数值，使学生充分理解单片机编程的方法和程序执行的流程。Proteus（ISIS）主要用于单片机的仿真。在有外围器件的情况下，比如观察输出波形、定时、显示等，运行Keil生成的可执行文件（或者直接连调），可实现直观的结果观测。3仿真在课堂上的应用