Proteus和KEIL的单片机教学研究

Proteus和KEIL的单片机教学研究（共8篇）

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇1

基于Proteus和Keil的单片机教学研究

摘 要：文章从单片机目前教学所存在的不足出发，讨论了基于Proteus和Keil的单片机教学方法：以教师为辅、学生为主，突出教学中学生的主体和中心地位，建立新型的师生关系；以任务驱动为手段，最大程度的调动学生的学习主观能动性；以教材为辅，学生提高能力为主。该教学方法已经过实践的检验，可更有效的实现单片机的教学目标。关键词：Proteus；Keil；单片机；任务驱动

中图分类号：XXXX.X 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2011）XX-XXX-XX

单片机以体积小，性价比高等优点在家电、工业控制、通信设备等各种领域得到了广泛的应用，因此越来越多的专业开设单片机的相关课程，但单片机这门技术更注重实践学习，就目前的教学来看，主要有以下几个方面，学生需要记忆的内容太多，如枯燥的汇编指令，这会大大降低学生的学习兴趣；理论教学与实验教学关联程度不高，不能互相印证，存在一定程度的脱节现象。

基于以上种种问题以及多年单片机的一线教学经验，我们认为将Proteus和Keil引入课堂教学和实验教学能有效提高教学质量，更大程度的引发学生的学习兴趣，更有利于激发学生的主观能动性，下面简要介绍两种软件。

Proteus 软件是英国Labcenter electronics 公司出版的EDA 工具软件，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，在编译方面，它也支持IAR，KEIL和MPLAB等多种编译器。是目前最好的单片机及外围器件的工具。Keil 是一款关于5l系列MCU的开发工具，支持汇编、C语言及混合编程，能够不接硬件电路直接进行用户程序仿真与调试。我们可将二者的长处结合起来，利用Proteus设计单片机系统的原理图，用Keil来完成C语言程序的编辑、编译，而整个系统的调试需要两个软件间的联合才能完成。单片机程序的执行情况，可在Proteus中的电路原理图上非常直观的观察到，而单片机某个寄存器的具体内容可以通过Keil的变量观察窗口观察到。二者取长补短，互为补充可构成一个完整的单片机系统。下面分别从课堂教学和实验教学两个方面来分析。

一、从课堂教学角度分析

授人以鱼，不若授人以渔。现在有个奇怪的现象，老师在课堂上灌输的越多，学生接受的知识反而越少，因此与其让教师灌输给学生太多的知识，不如让教师引导学生自己去发现问题，认识问题，并一步步用之前学过的相关知识点去解决问题。在这个发现问题，认识问题，解决问题的过程中，既加深了对课本基础知识的理解，又锻炼了独立分析问题，解决问题的能力，这种教师为辅助，学生为主体；教材为辅，提高能力为主的教学模式将极大的培养学生们的学习兴趣。

相对于文字，人们更喜欢直观的图像或动画。因此在单片机课堂教学的时候，教师可以采用现场仿真演示的方法，给学

生更形象生动的阐述说明。比如讲解某条汇编指令，可以在Proteus或Keil中编写该指令，并现场编译执行，然后观察执行该汇编指令后所导致的相关寄存器或地址单元中数据的变化情况，还可配合提问的方式与学生互动，引导学生自己去分析某条汇编指令的功能。这样便可以将枯燥的汇编指令变的简单好学，从而不会让学生感到枯燥乏味了。又比如在学习单片机例程时，可根据题目将班里的学生分组，每个组准备一道例程，并现场用Proteus和 Keil演示讲解，教师可根据每个组的课堂表现计入平时成绩。这种任务驱动教学方式有效的调动了学生们的主观能动性。

二、从实验教学角度分析

单片机应用技术是一门注重实践的技术，因此实验是单片机教学中不可分割的重要组成部分，以往的单片机实验大多采用实验箱的做法，即：指导教师布置几个题目，学生在实验箱上实现即可。这有几个弊端：1)实验箱上电路模块固定，可选做的实验题目较少，且题目陈旧老套，不能实时更新;2)实验箱上的电子元器件更容易因长期实验或学生使用不当造而损坏，不容易维护，增加实验成本；3)购买单片机实验箱价格不费，需要学校较大投资； 4)人力资源等现实原因，大多情况实验时开放时间远远不够学生们做实验需要的时间。

鉴于以上多个原因，在实验教学环节我们可采用Proteus和Keil两款软件建立虚拟实验室，而两款软件可免费从网上下载，因此大大降低实验成本；由于是软件仿真，所以在实验题目的选取方面有较大空间，且可以根据较新元器件搭建实验电路，灵活多变；在PC机相当普及的今天，学生可以随时随地的建立一个虚拟的单片机实验室，极大的满足了学生做实验的需求。使学生不需硬件支持也能完成实验内容，能降低实验成本，缩短实验周期，延伸实验内涵。

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇2

以单片机作为控制器的自动控制系统已经广泛应用于社会的各个领域,单片机原理及应用也因此构设入自动化专业,成为该专业核心功课之一,对自动化专业学生应用能力的培养起着重要的促进且增强的作用。但因该课程开设需要软硬件相结合,实践性非常强,且又相当抽象,学生普遍反映比较难学。

在传统的单片机教学中存在着很多问题。首先,在课堂教学中,由于单片机所涉及的硬件较多,内部结构功能复杂,仅仅通过教材较难理解,而相关内容又很难给予学生以直观的应用演示。其次,汇编指令的确切掌握又需要大量实践,尤其是相应软件和硬件的关系,更是学习中的难点,在此,传统的教学工具和方法显然陷入了知识传授的困境。另外,即使进行课堂演示实验,也会由于实验电路板上的器件较小,使学生对于现象、过程只是模糊了解,而对于硬件连接结构,则更是难于做到清晰、完整的观察。这就直接导致了学生对该门课程的学习积极性不高,教学效果不理想。

本文介绍的Proteus和Keil软件仿真平台则可以借助计算机的强劲发展势头,在其上进行关于单片机及其外围器件的模拟仿真。充分利用这两个单片机仿真软件提供的虚拟实验环境,就可以在单片机课程教学过程中向学生生动地展示单片机系统电路的分析、设计、搭建、测量调试及其运行等一系列软硬件仿真过程。通过仿真,教师就可以将书本上枯燥难解且更难记忆的理论知识依托计算机仿真实验平台形象且生动地呈现出来。教师在阐释理论的同时,还可以通过Proteus和Keil软件将程序和电路的运行效果加以实时展示,做到将理论知识讲授和实践应用感知相融合的教学过程一体化。同时在教学中,针对学生的疑问,教师又随时可以对Proteus中的电路结构和Keil中的程序做出即时修改,然后再进行仿真结果的对比,使学生通过硬件和程序功能分析来获得解决问题的切身体验,真正提高学生对理论知识和应用实践的驾驭及掌控能力。

1 Proteus与Keil软件简介

Keil软件是当前最为流行的单片机开发软件。该软件提供了一套完整的开发方案,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,并通过一个功能强大的集成开发环境将相关部分联结在一起。

Proteus软件由英国Labcenter公司推出,通过采用虚拟仿真技术,并集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身。该软件除了具有和其他EDA工具相同的原理图、PCB布线及电路仿真功能外,还具备针对微控制系统与外设混合电路的电路仿真、软件仿真和系统组合仿真,实现了一体化及互动效果,很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题。另外,这款软件还可以在没有单片机实际硬件的条件下,利用PC实现单片机软件和硬件的同步仿真,仿真结果可以直接用于真实设计,因而极大地提高了单片机应用系统的设计效率,同时也使得单片机的学习和应用开发过程方便又简单。

Proteus软件包提供了丰富的元器件库,可以根据不同要求设计各种单片机应用系统。该软件可以直接在硬件虚拟模型上进行虚拟仿真调试,再通过配合示波器和逻辑分析仪等虚拟仪器,使用者不但能看到单片机系统运行后的输入输出效果,在仿真运行中还能进行人机交互操作。Proteus软件在国外已经得到了广泛应用,国内的一些高校和公司也已开始尝试使用该款软件用于单片机的教学和系统设计。总之,利用Proteus软件进行单片机知识的学习,比单纯从书本学习更易于知识理解和水平提高,同时还利于培养学生的硬件电路设计能力和实际编程能力[1]。

2 Proteus与Keil软件仿真的优点

Proteus软件与Keil软件间的相互配合,可以实现复杂电路的软件仿真,与硬件仿真几乎相当,既简单又省时,相当程度上简化了单片机的学习和开发过程。其优点主要在于:

(1)Proteus与Keil的联合仿真是交互的、可视化的。

(2)实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合,因而具有了模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、键盘和LCD系统仿真的功能。同时,还包含了一定量的硬件开发工具,如虚拟示波器、信号发生器等。

(3)支持众多的单片机系列。主要支持的单片机有8-051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及其他一些外围芯片。

(4)具有强大的原理图绘制功能,并可以在软件中实现单片机应用系统的硬件电路原理图的设计与绘制,同时还具有一定的PCB功能。

(5)提供了软件调试功能,在硬件仿真系统中加入了全速、单步、设置断点等调试功能,同时还可以实时观察各个变量、寄存器等的当前状态[2]。

3 仿真实例

下面通过仿真实例来具体介绍proteus和keil仿真的过程[3]。仿真项目名称:单片机外部中断实验,步骤如下。

3.1 绘制硬件电路图

过程如下:

(1)打开Proteus,在工具箱中选择Component按钮。

(2)单击对象选择器中的P按钮,将弹出Pic Devices对话框,在其中选择项目所需的元器件。本实验主要包括单片机、电容、电阻、晶振、按钮、数码管、电源等。

(3)设置元器件值。右击选中对象后再单击,打开属性对话框,在Component Value文本框中键入要求的值,单击OK,完成设置。

(4)编辑电路说明文档。单击Text script按钮,打开编辑对话框,在电路的相应位置进行文档编辑。

(5)将元器件合理排列布置。

(6)完成电路的连线,检查无误[3]。

通过以上步骤,得到硬件设计图,如图1所示。

3.2 程序编写与汇编(1)新建项目

启动Keil,选择Project下的New Project菜单项,打开对话框,输入项目文件名并保存。项目保存完毕后,在弹出的对话框里,为新建项目选择CPU型号,本实验使用的单片机为MCS-51系列[4]。

(2)程序编写

选择菜单File,新建源程序文件。在新建的文本编辑框里输入源程序,实验中程序将完成以下功能:主程序为数码管循环显示十六进制数字0-F,当压下按钮向8051单片机的INT0引脚输入脉冲申请外部中断时,单片机停止主程序的执行,数码管停止显示数字,转而去执行中断服务子程序,p1.0口的发光二极管点亮2秒。其后退出中断服务子程序,返回主程序断点,数码管继续循环显示数字。源程序如下:

(3)在项目中添加源程序文件

将程序保存至项目所在的目录中,并为文件选取合适的名称,由于采用汇编语言编写程序,因此文件的扩展名应设为ASM。再将鼠标放在屏幕左边的Source Group1文件夹图标上,右击弹出菜单,选择Add File to Group’Source Group1’命令,在弹出的添加文件窗口里,选择才保存的文件,点击ADD按钮,将其加入到项目中,随后关闭该窗口。

(4)项目的汇编

将光标指向项目窗口中的文件名,并右击,在快捷菜单中选择Build target选项,就能自动完成对当前项目中所有源程序模块的编译、链接,并最终得到类型为HEX的目标程序文件。

3.3 Proteus与keil联合仿真

在Proteus电路图中选中单片机,双击后,在出现的对话框中点击Program File后面的按钮,找到上一节中编译得到的HEX文件,而后再点击确定按钮[4],这样就在单片机中载入了目标程序,此时就可以开始模拟仿真了。再点击模拟调试按钮的运行触键,即可进入调试状态。数码管循环显示十六进制数字0~F,任何时候如果点击按键,触发外部中断,则数码管停止显示数字,p1.0口的发光二极管点亮2秒,其后返回主程序,数码管继续循环显示数字。仿真运行截图如图2所示。

3.4 结果观察分析,验证和理解中断系统工作过程

通过观察和人机互动,学生就可以准确地理解在单片机系统中引入中断的重要性。中断系统可以使得单片机在有其它更紧急的事情(中断服务程序)发生时,将暂停当前的主程序,而完成中断服务程序之后,又可以再继续运行先前中断的主程序。

4 结束语

传统纸上谈兵式的教学方法无助于理论和实践之间鸿沟的跨越,其直接后果就是带来了学生对本门课程的枯燥感觉,增加了学习难度,而通过将Proteus和Keil软件应用到单片机教学中,使得原本繁杂的硬件电路变得简单,使得难以理解的指令代码变得易识且富有含义。这既方便了教师的教与学生的学,又加深了学生对指令、程序的理解和硬件结构知识的掌握,一方面提高了学生的学习兴趣,另一方面还可以激发学生的创新能力,对于提高教学质量的目标可收到事半功倍的效果。因而,将Proteus和Keil软件应用到单片机教学的仿真实践已经表明,以Proteus和Keil软件作为单片机虚拟仿真开发平台展开教学还是非常适用并且实用的。

摘要：单片机传统教学方法效果不甚理想,因此在单片机教学中引入Proteus与Keil联合仿真方法,通过边讲授、边设计、边演示的手段获得了很好的教学效果。在介绍Proteus与Keil后,通过一个实际例子讲解了如何利用Proteus与Keil软件进行单片机教学的方法。实践证明,该方法可明显提高学生学习的兴趣,促进学生对单片机结构与原理的理解,锻炼学生进行软硬件开发的能力。

关键词：单片机,教学改革,Proteus

参考文献

[1]朱清慧.Proteus显示控制系统设计与实例[M].北京:清华大学出版社,2011.

[2]韩迎辉,杨文新.Proteus软件在单片机虚拟仿真中的应用[J].常州:常州轻工职业技术学院院报,2007:20-22.

[3]陈桂友,柴远斌.单片机原理技术[M].北京:机械工业出版社,2008.

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇3

关键词：Proteus；Keil；单片机；实践教学

一、单片机原理与应用教学的现状

随着单片机应用技术的不断发展，单片机原理与应”成为很多工科院校电类专业的一门重要课程，该课程的实验和实践环节所占比重很大，但在实际的教学和实践中却存在着诸多现实问题：首先是课堂教学主要以PPT形式讲解内容，学生理解困难，感觉枯燥乏味。其次是现行的实验教学只能在单片机实验箱上完成现有的实验项目，学生做实验时很少追究实验本身所体现的问题，更不能通过实验理解相关的理论知识。最后，单片机实验主要是完成一些基础性实验。

针对上述问题，本文提出基于Proteus和Keil虚拟实验技术，重点促进学生自主动手、提升创新能力，培养创新型应用人才。

二、教改思路

在虚拟实验技术的环境下，单片机系统的开发将变简单：在基于原理图的模拟模型上编程，并实现源码级的程序仿真调试，配合各种虚拟仪表来展现单片机系统的运行过程。

首先，老师给出任务要求，讲解Proteus和Keil的应用，指导学生收集项目相关资料并整理，然后自行制订总体设计方案。

其次，学生利用Proteus和Keil的虚拟开发环境，针对所选应用系统，进行虚拟实验、设计、开发及验证。

最后，系统调试与仿真成功后，可对系统某部分功能或参数进行修改，进一步完善系统，或开始制作实物，为虚拟系统提供更有力的论证。

三、教学实例

传统的实验教学一般是先做好硬件电路，再接上硬件仿真设备进行在线调试。这个过程往往因为电路本身的问题使仿真效果不很理想。通过Proteus和Keil軟件的结合，采用软硬件综合调试，大大提高了实验教学的效率。下面以“基于单片机的万年历”为例做一简述。

1.电路原理图设计

本实例利用单片机实现万年历、电子时钟、温度计等功能，并在LCD进行显示。根据设计要求确定系统整体设计方案：由主控制器、时钟电路、显示电路、按键电路、温度采集电路以及复位电路等部分构成，如图1所示。

2.Proteus和Keil联合仿真调试

在Keil软件下建立项目，编写电子万年历的软件程序。在编写完软件程序并编译通过加载后，直接点击全速运行按钮，开始仿真运行，仿真结果如图2所示。

四、结语

单片机实践教学改革运用Proteus和Keil联合仿真功能，完成单片机系统软硬件仿真与调试，是对传统实物电路仿真的一种有力补充。实际应用表明，该方法在仿真成功的基础上再进行实物制作，较大地减少了电路板制作、元器件安装与焊接等工作，同时让学生经历单片机应用系统开发实现的完整过程，提高学生的自主动手和创新能力。

参考文献：

[1]李响初.基于MCS51单片机的智能时钟控制系统设计[J].世界电子元器件，2007（6）：50-52.

[2]何慧娟，何芝仙.基于DS18B20的单片机温控系统[J].山东科技信息，2008（13）：149-150.

基金项目：咸阳师范学院校级教改项目（200902037）。

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇4

1 Proteus和Keil简介

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件, 用于仿真、分析各种模拟器件和集成电路, 该软件的特点是: (1) 实现了单片机仿真和电路仿真相结合。 (2) 支持主流单片机系统的仿真。 (3) 提供软件调试功能。具有全速、单步、设置断点等调试功能, 同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态, 支持第三方的软件编译和调试环境, 如Keil C51uVision2等软件。 (4) 具有强大的原理图绘制功能。Proteus既能仿真单片机CPU的工作情况, 也可以仿真单片机外围电路或无单片机参与的其他电路的工作情况。因此在仿真和调试时, 关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改动, 而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果, 弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。

Keil是德国Keil公司开发的单片机编译器, 可用于编译C源代码、汇编程序、连接和定位目标文件和库文件、创建HEX文件、调试目标程序等, 是一个集成化的文件管理编译环境。

2 单片机虚拟仿真实例

仿真项目:基于AT89C51单片机的数字钟系统, 所选择的软件版本号:ProteusPRO6.7SP3和keil uVision2。两个软件版本可以从网上免费下载, 也可购买其光盘, 安装如常用软件一样, 非常简单。

2.1 在Proteus软件中绘制电路图

(1) 打开安装好的Proteus软件, 在工具箱中选择Component按钮; (2) 单击对象选择器中的P按钮, 会弹出Pick Devices对话框; (3) 将元器件添加到编辑环境, 若要更改元器件的设置, 则右击选中对象后再单击, 打开属性对话框, 在Component Value文本框中键入对应值, 单击OK完成; (4) 电源符号的选择:单击工具箱中的Inter-sheet Terminal按钮, 选择Power后, 在原理图中单击, 即可添加相应电源符号; (5) 总线的绘制:单击工具箱中的BUS按钮, 在原理图的空白处两次单击即可完成; (6) 将元器件按照布线方向排列, 并将电路连线; (7) 在DEBUG菜单中选择USE REMOTE DEBUG MONITOR选项。

2.2 在keil uVision2中编制程序

(1) 新建项目。启动uVision2, 选择Project→New Project菜单项, 打开对话框, 输入项目文件名并选择保存路径。项目文件保存完后, 弹出Select Device for TARGET’TARGET1’对话框, 是新建项目的CPU元器件选择, 选AT89C51。

(2) 在项目中添加源程序文件。在菜单中选择File→New, 新建源程序文件。输入源程序, 然后把程序保存在项目所在的目录中, 为文件取一个名, 若是C语言编写的程序, 扩展名为.C, 若是汇编语言编写的程序, 扩展名为.ASM。接下来, 将该文件添加到项目中, 用鼠标在屏幕左边的Source Group1文件夹图标上右击弹出菜单, 选择Add File to Group’Source Group1’命令, 弹出文件窗口, 选择刚刚保存的文件, 按ADD按钮, 关闭文件窗口, 程序文件即可加到项目中。

(3) 项目的编译、链接。将光标指向项目窗口中的文件名, 并右击, 在快捷菜单中选择Build target选项, uVision2将自动完成对当前项目中所有源程序模块的编译、链接, 得到.HEX目标文件。

2.3 Proteus与Keil整合仿真

在P r o t e u s电路图中选中单片机AT89C51, 右击后再左击, 在出现的对话框中点击Program File后面的按钮, 找到刚才编译得到的.HEX文件, 然后点击OK, 就建立了单片机与软件间的联系, 点击模拟调试按钮的运行按钮, 进入调试状态, 仿真截图如图1所示, 电路的功能:实现数字钟的时分秒显示, 接在P1口的三个按键分别实现对时、分、秒的校准。

3 结语

通过实例可看出利用Proteus与Keil进行仿真, 能够为在校大学生的单片机学习提供方便, 激发学习兴趣, 为高校教师课程教学提供平台, 也为企事业单片机研发人员缩短了单片机应用产品的研发过程, 是单片机应用产品开发的设计与仿真平台。

摘要：本文介绍Proteus和Keil软件在单片机仿真中的使用方法, 并结合具体实例加以说明。

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇5

【关键词】proteus仿真技术;单片机教学;改革;问题;作用

因为“单片机技术”课程是电子信息工程，自动化和机械等专业的重要部分，所以如果能熟练掌握单片机系统设计和熟悉相关先进技术将对该专业学生的发展和就业产生积极影响，也会对proteus仿真技术和单片机系统的创新有很大帮助。如果想要更详细和深入地了解单片机教学改革，就要对单片机的基本概念和单片机教学问题进行分析，根据基本认识对改革后的单片机教学的作用和做法进行阐述。单片机技术是一门对实践性要求较高的课程，不仅要求老师在教学中注重培养学生动手能力和操作能力，使学生具备软硬件开发的综合素质，还需要学生在学习中激发兴趣和保证质量，使得提高教学质量和培养全能性人才的目标得以实现。

1 基于proteus仿真单片机教学的概述

由于社会经济和科学技术发展飞速，使得传统的单片机教学脱离了发展趋势，逐渐被现阶段教学所抛弃。为了挽救这种消极的教学状态，研究人员和老师在实际操作和实验尝试中发现了proteus仿真技术的有效作用。所以，为了给单片机教学研究进一步深入做好铺垫，就需要对传统教学模式和proteus仿真技术及其在单片机教学改革中的应用进行初步了解。除此之外，proteus仿真技术已经在实际应用中有了显著效果，通过把课堂教学流程分类区别，搜集与proteus仿真技术有关的教学案例，总结传统教学中出现的问题，为单片机教学改革的措施执行与作用体现打好基础。

1.1 传统单片机教学的问题

虽然单片机教学已经十分普及，但是其传统僵化的教学模式使得学习效率和教学质量都不能得到保证，出现了许多问题。根据单片机教学的流程，可以在四个环节上总结出现的问题。第一，课堂教学。单片机教学中片内资源，程序设计和接口电路是主要内容，但是由于缺乏实际操作而使得学生在学习后也会对知识一知半解。第二，课内实验。验证性实验较多的特点使得操作实验时只是按照连接导线和观察效果的步骤来做，使得程序编写和电路设计完全被忽略，增加了出现错误的几率。第三，课堂设计。老师在设计课堂时，偏重于讲解和实验，不重视学生个体的差异化。第四，毕业设计。一方面，学生对基础原理和知识不理解，使得实物制作十分困难;另一方面，操作能力和实践机会的缺乏使得仪器破坏的事件频发。

1.2 基于proteus仿真单片机教学的改革

随着科技的快速发展，针对传统教学中的问题，对单片机教学中应用proteus仿真技术的呼声越来越大。首先，proteus的仿真CPU和外围电路以及资源库可以顶替硬件仿真器进行前期实验，进行调整后再实际操作，减少实验中出现偏差和问题的可能性。其次，单片机教学中直接应用proteus仿真技术。比如，把proteus引入课堂，通过更加真切的仿真技术使得学生对单片机系统有一个完整的概念;还可以运用proteus仿真技术系统中的内外模型，针对课堂实验进行自主设计再进行检验，学生就能在实验整体过程中对编写程序和电路设计有深刻的认识;另外在毕业设计中，老师要给学生充分的学习自主性，在学生进行选题和仿真时进行技术指导，既减少硬件投入的浪费和元器件的损坏，又能提高学生的综合能力。

2 基于proteus仿真单片机教学改革的作用

基于对proteus仿真技术在单片机教学中应用的了解，老师在进行教学时要在基本理解和创新发展中提高教学质量和培养学生能力。所以，为了更好地对proteus仿真技术进行应用，就需要相关人员在研究中实际操作，熟悉单片机教学应用仿真技术的做法，总结出有效的措施和积极的作用，才能在以后的发展和创新中紧跟教学改革的潮流，迎合技术发展的趋势。根据现阶段已经获得信息和技术进行进一步研究，为学生的学习降低难度，为老师的教学开发创新，为proteus仿真技术的发展和单片机教学的改革总结教学经验，提高积极影响。

2.1 提高教学质量，实现教学目标

单片机教学需要改革一方面是因为教学方法的落后，另一方面是课程本身特点的难度。如果在课堂教学中只是进行讲解和多媒体展示，学生对相关知识不理解，学习积极性就会下降。而引进proteus仿真技术使得课堂实验变得实际可操作，学生在把知识具象化的同时锻炼了操作能力，提高了综合能力。例如，中断优先级是众所周知的难点和重点，老师可以在proteus仿真技术的帮助下对实验进行程序和电路的设计，通过操纵不同的开关演示“高优先级中断能中断低优先级中断”的现象，学生在实验过程中参与思考和实际操作，从而使得学生能自主学习。这种先进技术的引用不但为课堂教学和教学计划的顺利实施提供帮助，而且在促进教学事业的发展，提高教学质量，实现教学目标方面有积极作用和良好影响。

2.2 学生学用结合，加强动手能力

针对单片机教学中学生时间机会少，动手能力得不到锻炼的情况，引进proteus仿真技术使得教学实验的操作更加方便，结果更加直观，学生在学习到理论知识的同时能进行实验，这种学用结合不但提高了教学质量和学习效率，而且对于综合能力的培养有很大的帮助。比如，在“拓展单片机RAM技术”的实验中，传统教学方式通常会因为出现实验箱显示和信号出错等问题，实验操作不达标，导致实验结果出现偏差，学生把各种知识弄混。但是proteus仿真技术避免了这些问题，实验过程和结果的清晰呈现在帮助学生完成学习计划的同时，增强学生学习的信心，对学生未来的成长和发展起到良好作用。

2.3 完成独立操作，培养创新能力

独立操作和创新能力的重要性一般体现在毕业设计的完成上。由于操作能力不足，实验设备易损和创新思维缺乏等的问题出现，使得学生在完成设计时没有信心和决心，这就直接影响了学生未来的发展和教学目标的实现。举例来说，在单片机接口技术的实际操作中，首先利用proteus技术对设计图进行仿真检验，对出现的错误进行纠正;其次是进行实物制作。一般来说，如果仿真结果正确，安装和调试不出错，就能完成一件优秀的毕业设计。所以，在进行实验课堂和毕业设计时，需要在正确运用prouteus仿真技术的前提下，给学生自主锻炼和独立操作的机会，注重创新能力和新型人才的培养，为我国信息技术教育和相关先进技术运用的发展打下良好的基础。

3 总结

综上所述，基于proteus仿真单片机教学改革的研究对转变传统教学理念和优化教学模式有很大帮助。首先需要对单片机教学的传统方法和改革进行了解和研究，针对出现的问题进一步分析，才能系统地阐述出应用了proteus仿真技术的单片机教学的作用。虽然proteus仿真技术有积极影响，但是在教学中不能抛弃已有的教学模式和实验手段而仅仅依靠虚拟实验环境。在应用proteus仿真技术时，既要避免出现其他问题，也要重视其产生经济效益，提高教学效率和培养学生软硬件开发能力的作用。基于proteus仿真单片机教学改革的研究不仅促进了单片机教学水平的提高，还为信息技术教学课程未来的发展和创新提供了新思路。

参考文献：

[1] 王京港，张翠平.基于项目驱动及Proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育，2013，（22）：138-139，143.

[2] 杨镇博，张加宏.Proteus软件在单片机教学改革中的应用[J].科技信息，2013，（5）：24-25.

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇6

关键词：Keil,Proteus,单片机,仿真

0 引言

传统单片机实践环节的开展是由仿真机+目标板实现,由于实验实训时间有限,为了提高实验的成功率,一般是直接将仿真机和现成的目标板整合在试验箱内,学生只需编制程序导入仿真机,即可看到实验的效果。但这种实践方式少了硬件设计、连接的过程,造成学生对硬件认识不足。而要自己设计,就需重新制作目标板、买元件,所需成本比较高。针对该现状,笔者提出:在单片机实验实训室原有的基础上,引入Keil+Proteus仿真实验平台,作为硬件实验实训方案的有益补充。Keil软件是我们开始编程教学就已教授,那么只需要求学生学习Proteus后就可以进行软硬件的设计、联调等工作。

1 软件简介

Keil是由美国Keil Software公司出品的单片机开发工具,它是目前最流行的单片机开发工具之一,该软件平台主要包括:C51交叉编译器、A51宏汇编器、BL51连接/重定位器、LIB51库管理器、OH51 Inte HEX格式文件转换器、RTX-51实时操作系统以及单片机软件仿真Dscope 51,它将项目管理、源代码编译、程序调试等集成到一个功能强大的Windows 32平台中,支持51汇编、PLM和C语言的混合编程,功能强大、界面友好、易学易用[1]。

Proteus是由英国Labcenter公司开发的EDA工具软件,它同其他EDA工具软件一样,能进行原理图编辑、PCB自动及手动布线和电路仿真,而它的特点就在于其强大的仿真功能,不仅可以仿真模拟、数字电路,还可以仿真可编程器件,如单片机、PLD等。

Proteus软件按其功能可分为三大部分[2,3]:

(1)智能原理图输入系统ISIS(Intelligent Schematic Input System),用于编辑电路原理图,软件自带元件库,元件库中虚拟元件品种丰富,包含超过8000个虚拟元件,编辑电路原理图只需从元件库中找到相应元件并将其拖曳到编辑窗口,用导线将元器件引脚连接即可。

(2)虚拟系统模型VSM(Virtual System Modelling),是一个完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台,包含动态器件库、高级图形分析模块、微控制器虚拟仿真和基于工业标准的SPICE3F5混合型电路仿真器,它不仅可以实现对传统模拟、数字电路的仿真,还能支持ARM7、PIC、AVR、MCS-51等系列的微处理器及PLD的硬件仿真,能支持与多种第三方IDE软件如Keil的联合调试。

(3)ARES高级布线编辑软件(Advanced Routingand Editing Software),可简捷地将ISIS原理图转换为PCB图,最大能支持16个铜箔层、2个丝印层和4个机械层。

其实我们使用Keil加Proteus进行训练,对Keil仅使用其进行C语言或者汇编语言的编辑,调试、编译生成hex文件;对proteus仅使用ISIS和VSM功能,也就是编辑原理图,并且将由Keil生成的hex文件加载到芯片上,进行电路仿真[4]。

2 实验实例

下面笔者将单片机实验实训中经常涉及到的一个课题———数字钟,作为实例在Keil+Proteus仿真实验平台上加以实现[3]。

第一步,创建原理图。本实验的单片机选用AT89C51,这是为广大单片机学习者熟知的入门芯片之一。双击Proteus ISIS图标打开Proteus ISIS主程序,新建文件szz dsn,将所需器件从Proteus自带元件库中调用到编辑窗口中,摆放整齐,编辑器件名,用导线将所有器件连接起来,保存,即完成了如图1所示电路的搭建。这里我们用三个按键分别调整时分秒,开机显示12:00:00,用到了一个八位一体的数码管,因为端口足够,所以由P3口选择数码管,P1口带上拉电阻直接驱动即可。

第二步,编制控制程序。在这里,我们使用Keil软件作为程序编制工具,打开Keil主程序,新建工程szz.uv2,新建文件szz.asm,将szz.asm导入szz工程中,在程序窗口中编制程序。编写这个程序的时候注意7段led管的驱动及时分秒三个按键的控制,并且注意基本秒的产生即可。

在Keil环境下反复调试确认无误后,编译生成文件szz.hex。在此值得一提的是,很多初学者在编译程序的时候,在生成的文件中找不到后缀名为hex的文件,这是因为在程序编译之前没有对Keil进行相关设置。我们在程序输入完成后,编译之前,点击菜单栏“Project”=>“Options for Target‘taget1’”,打开对话框后,选中“Output”选项卡,在“Create HEX File”前方格内打钩,确定,再对程序进行编译,即可在工程根目录下找到szz.hex文件。

第三步,软硬件联合调试,即将Keil生成的机器码导入到单片机,观察单片机系统在程序作用下的工作情况。传统的做法是将PC机上的程序用编程器写到单片机存储器上,那么在Proteus ISIS虚拟环境下将如何将程序导入单片机内呢?做法很简单,鼠标右键选中单片机,双击芯片鼠标左键,打开器件编辑对话框(Edit Componet),在”Program File”框中添加”szz.hex”文件,确定,即将程序导入硬件完毕。

点击Proteus ISIS主界面左下方的按钮开始仿真,观察电路工作情况,可以直观地看到电路中每个引脚的电平正在发生变化,仿真结果如图2所示,如果实验不成功,则应反复检查线路及程序,反复调试,直到所有问题被解决,实验取得成功。

3 结束语

在Keil+Proteus软件仿真平台上所有工作只在软件虚拟环境下实现,不会出现因为元器件损坏、连接处接触不良等意外因素而引起的实验不成功的情况,又因为Proteus ISIS自带元件库内元件丰富(也可由第三方扩充),所以利用该平台开发单片机系统具有方便、快速、出错率低的优点[2,4]。

但是软件仿真与真实的硬件相比,毕竟有其局限性,比如,无法模拟电路工作过程中元器件之间的信号干扰及工作环境对电路的信号干扰等。

总之,软件仿真有优点也有缺点。笔者认为,可以把Keil+Proteus软件仿真作为单片机实验实训的一种补充手段,让学生在设计单片机系统的过程中,先在软件环境下构思、修改、实现,然后再将接近于成熟的设计在硬件环境下实现,这样做既节约了成本,也缩短了实验实训的时间。

参考文献

[1]严天峰.KeilμVision2 IDE集成开发环境及单片机程序的模拟仿真调试[J].电子世界,2005(1):28～30.

[2]曹洪奎,马莹莹,李宁.基于Proteus的单片机系统设计与仿真[J].辽宁工学院学报,2007(4):238～241(合订本).

[3]周润景,张丽娜,刘印群.PROTEUS入门实用教程[M].北京:机械工业出版社.2007.

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇7

1.1 传统单片机教学存在的问题

(1) 单片机课程知识面广、理论知识枯燥难懂; (2) 实验设备不足。学生人手一套单片机实验开发板比较困难, 往往几个学生共用一套, 只有个别同学动手做, 部分学生产生依赖心理, 实验效果差; (3) 采用实验箱根本搞不清硬件原理。

1.2 Proteus仿真软件的概述

Proteus是世界上著名的EDA工具 (仿真软件) , 不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台, 更是世界上最先进、最完整的多种型号单片机系统的设计与仿真平台。

Proteus包括的功能模块: (1) 智能原理图设计:可在对象选择器窗口直接搜索元器件, 选择好元器件后, 放在编辑窗口, 可自动连线, 简单快捷。 (2) 完善的电路仿真功能:超过27 000种仿真器件, 能够达到真实仿真效果。 (3) 单片机协同仿真功能:可与Keil C51进行仿真和联调。 (4) 实用的PCB设计平台:原理图设计完成后, 一键便可进入PCB设计环境, 实现从概念到产品的完整设计。

2 单片机系统的Proteus设计与仿真流程

单片机系统的Proteus设计与仿真流程如图1所示。

下面以AT89C51单片机设计的8路抢答器为例, 介绍如何通过Proteus与Keil C51的结合实现对单片机电路的仿真。

2.1 Proteus设计电路原理图

在Proteus中绘制电路原理图, 如图2所示。

2.2 Keil C51加载源程序文件

在KeilµVision4中编写程序:首先在KeilµVision4中新建一个项目, 命名为“8路抢答器设计.uvproj”, 在Select Device for Target中选择目标CPU为Atmel公司的AT89C51, 注意一定要与Proteus中单片机选择的型号一致。接着新建一个源文件“8路抢答器设计.c”, 并将其添加到刚刚新建的工程中。

2.3 生成目标代码文件

在Option for Target选项“Output”中, 勾选“Create HEX File”选项, 如图3所示。

接着在“Debug”选项中, 选择“Use”, 在下拉框中选“Proteus VSM Monitor-51 Driver”, 如图4所示。

2.4 Proteus与Keil C51联调

进入Proteus的ISIS, 点击菜单“调试”, 选择“使用远程调试监控”下拉菜单。此后, 便可实现Keil C与Proteus连接调试。

在Proteus中加载可执行文件。在图2中双击元器件AT89C51, 将弹出图5所示窗口, 在“Program File”中, 选择Keil中生成的可执行文件“8路抢答器设计.hex”, 如图5所示。

2.5 Proteus仿真

在Proteus中进行仿真并观察仿真结果。在Proteus中单击左下角开始按钮进行仿真, 按下S0按键, LED数码管显示“0”, 结果如图6所示;按下S1按键, LED数码管显示“1”, 结果如图7所示。以此类推, 按下相应的按键, 数码管显示对应的数字, 符合8路抢答器设计原理。

3 结语

通过8路抢答器设计的实例, 总结Proteus仿真软件在单片机教学中所显示的优点如下:

(1) 将单片机实例的功能及运行过程形象化, 达到真实仿真的目的。教师可在多媒体教室给学生演示单片机系统设计的整个流程, 包括硬件电路的设计思路、程序的设计思想、最终的调试和仿真过程, 从而使实验教学过程形象化, 激发学生的学习兴趣。

(2) 降低开发成本, 提高开发效率。采用仿真软件后, Proteus所提供的元器件库中, 大部分可以直接用于接口电路的搭建, 学习的投入变得比较小, 而实际工程问题的研究, 也可以先在软件环境中模拟通过, 再进行硬件的投入, 这样处理, 不仅省时省力, 也可以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。

(3) 提高学生的动手能力, 将理论与实践相结合, 大大提高了学生学习单片机的兴趣。将Proteus仿真软件运用到单片机教学中, 可通过Proteus设计硬件电路, 克服了传统单片机教学呢中硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性, 可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。

摘要：文章以8路抢答器设计为例, 总结Proteus仿真软件在单片机教学中的运用, 让其脱离了设备和场地的要求和限制, 增强课堂的立体感与课程的应用性、实践性。

关键词：单片机,8路抢答器,Proteus仿真软件

参考文献

[1]王海华.基于Proteus和Keil的单片机实验教学探究[J].科技信息, 2009 (3) :35-36.

Proteus和KEIL的单片机教学研究 篇8

1 单片机项目教学法的阐述

一是项目教学法，它是以工作过程为导向的。其中项目教学法指的是把那些以前学科学习的内容分成好多种类，分成小任务来完成，也可以说是当成项目来完成。教师根据相应的教学项目来进行教学，这样可以让学生全程参与项目，得到很好的教学效果。这是一种科学的而且很合理的教学方法。

这种方法要求以一个个具体实验任务为主线，将单片机的理论教学内容穿插在每个实验任务中，引导学生提出问题、分析问题并最终解决问题。

在关于单片机教学的改革中，教师应该首先把关于单片机的基础知识分成若干个项目，把单片机应用系统的调试与设计教授给学生，然后把单片机课程教学的内容从以前的讲授方式改为对单片机基本结构的讲述，通过这种项目教学，可以促进学生对单片机的兴趣，主要是发挥教师的引导作用，学生的主体作用，让学生参与整个过程的操作，以职业活动和能力作为目标与方向，以学生的素质为基础，通过这种教学方式，行动过程和师生互动来完成整个教学。

二是Proteus软件的简介。Proteus仿真软件是由英国Lab Center Elec-tronics公司开发的，是目前最好的单片机及外围器件的仿真工具，该软件集成了高级原理图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。由ISIS、ARES两个软件构成，其中ISIS是原理图编辑与仿真软件，ARES是布线编辑软件。利用该仿真软件，能够将单片机的许多实例形象化，学生容易理解结构的组成，从而提高学习兴趣。

2 单片机项目过程的实施

采用平时考核与集中考核的办法，将理论知识和实践操作相结合，通过笔试、上机操作、项目拓展等途径，不断提高学生的理论水平和实际运用能力。

一是以学生为主体、以教师为引导者的项目教学，在整个教学过程中，教师不应该像以前一样充当讲授者的角色，而是应该充当引路人，在学生遇到问题的时候帮助他们解决问题，在学生探索原理的过程中教师可以与他们互通意见，共同学习，交流最后得到理论依据。项目教学化繁为简，化难为易，把总任务化成若干个小任务，易于解决，易于让学生掌握编程的方法。比如在处理外部中断的时候就是很复杂的，教师就可以把任务分成五个部分，让学生分层次地将五个小任务完成，结果就能得出实验结论，了解编程的方法。

二是在项目教学的过程中要注意学生的课堂生成。运用项目教学，学生在解题的过程中，可能会出现各种各样的课堂知识生成点，因为每个程序的编程方法都是多种多样的，所以学生在进行编程的时候可能会遇到各种各样的问题与障碍，产生错误。这时候老师对个别学生的问题，要独自指导，对于那些学生普遍存在的错误则要重视，进行统一讲授。切记不可忘记学生的主体作用，老师只是一个引导者，否则这种项目教学也只会成为一种形式，没有实际的意义。在项目教学中，通过学生整个过程的参与，提高学生的操作能力。

三是项目教学要善于知识建构。在学生拿到一个综合项目的时候，往往不知道该怎么办，这时候老师应该指导学生的是如何搜索资料，然后资料准备完成之后对它们进行分析，之后把综合项目分解成多个小项目，进行解决，这样可以在学生的脑袋中进行知识构建，同时得出结果，完成了知识认购，这样既能加深学生对知识的认可程度，又锻炼了他们的思维和动手能力。Proteus仿真技术就符合高校的学生的思维情况，突破了单片机的障碍，很好地体现了在整个教学过程中学生的主体作用，教师的引导作用。

3 结束语

基于Proteus软件的单片机项目法，既无需购置大量的硬件设备，又无需焊接真实的硬件电路，节省了大量的时间和资金。学生还可以进行独立设计，有助于培养学生的创新素质和创造能力。学生通过引导达到目的，师生共同完成了项目教学的建构。通过对该课程的设计，学生们不仅完成了知识建构，锻炼了操作能力，而且激发了他们学习单片机的兴趣，有助于以后课程的完成，而且教师也在整个教学中很好地完成了引导作用，师生共同交流学习。

摘要：《单片机原理与应用》课程是以实用性工程性为主要特点的一门综合性课程, 如今在很多高校都会让学生学习这门课, 尤其是电子类的专业复杂、指令较多, 内容枯燥, 许多学生很难入门, 甚至在学期结束后, 部分学生仍然对这门课一无所知。为了让学生更好地理解单片机课程的内容, 掌握编程和设计电路的能力, 本文利用Proteus软件进行仿真, 将理论知识贯穿在单片机项目中, 让学生在项目开发设计中提高编程技能。

关键词：仿真技术,项目教学,软件编程

参考文献

[1]张淑慧.单片机课程项目教学改革实践[J].职业, 2009 (9) :47～48.

[2]邹红卫.单片机课程的教学改革[J].湖南工业职业技术学院学报, 2007 (1) .

[3]方怡冰.单片机课程的教学与实验改革[J].电气电子教学学报, 2006, 128 (3) :76-79.