一种单片机虚拟实验室的建立方法

ｔｅｎ ｉ ｔｋ ｓ ａ ｘ ｍｐ ｅｆ ｒｔｉ ｏｔ ｒ ｈ ｔ ａ ｅ ｎ ｅ ａ ｌ ｏ ｈ ｓｓ ｆｗａｅ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｌｃｒ ｎ ｃ ｉｆ ｒ ｔ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｔａ ｈ ｎ ｔ ｏ ； ｏ ｕ ｅ ｉｅ ｏｔ ｒ ｙ ｒ ｓ ｅｅ ｔ ｉ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｉ ｅ ｒ ； ｅ ｃ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｍｐ ｔｒａｄ ｄ ｓ ｆ ｏ ｏ ｎ ｗａ ｅ
ＭＯＶ ３ Ｈ．０ Ｈ ９ ＃ ０
ＭＯＶ ＡＨ．００ ３ ＃ Ｈ ＭＯＶ ＢＨ． ０ ３ ＃０ Ｈ
在代表 Ａ ８Ｃ １仿真 模 块 中导 入 已经生 成 的 ＨＥ Ｔ９５ Ｘ
软件，只需要给学生提供开放的计算机机房就可以【 ５ 】 。 其成本低廉 ，由于其安全性能好，不会 出现因学生 的误操 作 而损 坏 仪器 设 备 的情 况 ，大 大 降低 实验 设
备损 耗 ，解 决 了缺 少硬 件 设备 的 问题 。 同时 该软 件 能够 进 行 升级 ，完 全可 以与企 业 的需 要保持 一 致 。 ２ Ｐｏｅｓ电路 设 计 仿 真 软 件 功 能 非 常 完 善 ） ｒｔｕ
蔓 艘． ｌ Ｉ 枣 鬻麓 ｉ黪ｉ 鹫 脚 ｌ ｉ ｌ ＿誊 ＿Ｉｌ 蔓
温 度检 测系 统仿真 图如 图 １ 示 。 所
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图ｌ ８ 通道 自动温度检测系统
（ ｆｒ ａｉｎａ ｄＥｅ ｔ ｎｃＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎｔｕｅ Ｊ ｍ ｓ Ｕ ｉｅｓｙ Ｊ ｍ ｓ Ｈｅ ｏ ｇｉ ｇ Ｃ ｉａ ０ ７ Ｉ ｏｍ ｔ ｎ ｌｃ ｏ ｉ ｅｈ ｏｏｙＩｓ ｔｔ，ｉ ｕ ｉ ｎｖｒｉ ， ｉ ｕｉ ｉ ｎｊ ｎ ， ｈｎ １４ ０ ） ｎ ｏ ｒ ｉ ａ ｔ ａ ， ｌ ａ ５

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【 ｙｗ ｒ ｓＰ ｔ ｓＫｅ Ｓｎ ｌ ｈｐ Ｖ ｒ ａ ｂ ｒｔｒ Ｋｅ ｏ ｄ ］ｒ ｅ ； ｉＣ；ｉｇｅ ｉ； ｉｕ ｌａｏａ ｙ ｏ ｕ ｌ ｅ ｔ ｌ ｏ
证 性 实 验 和设 计性 实 验 两 类 ，实 验 电 路 可 由教 师 以 在 Ｐｏｅｓ中 所 建 ｒｔ ｕ ０引言 ． 单 片 机 是 一 门 实践 性 很 强 的课 程 ， 验 是 十分 重 要 的 实 践 教 学 环 立 的标 准 模 板 形 式 提 供 给 学 生 。图 １所 示 为 一 种 标 准模 板 的样 式 。 实 其 中 ， 验 标 题 给 出 本 次 实 验 的 题 目 ； 验 元 器 件 库 用 于 给 出 本 实 实 节 然 而 ， 统 的 单 片 机 实 验 室建 设 中仍 存 在 着 一 些 不 足 ， 要 表 现 在 传 主 实 以下 几 个 方 面 。 首 先 ， 验 教 学 中所 采 用 的实 验 设 备 大 多 为 高 度 集 成 次 实 验 所 需 的元 器 件 ；实 验 电路 及 学 生 实 验 区包 含 本 次 实验 内 容 ， 实
科技信息
０机械 与电子０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
２０ ０ ９年
第３ １期
基于 Ｐ ｏｅ ｓ Ｋｅ ｒ ｔｕ 和 ｉＣ的 ＭＣ － １ ｌ Ｓ ５ 单片机虚拟实验室的建立
肖令禄 朱 志平 （ 渭南 师范 学 院物理 与 电子工 程 系 陕 西 渭南 ７ ４ ０ １ ０ ０）
次． 由于 实 验 箱 系 统 资 源 分 配 相 对 固 定 ， 验 教 学 内容 基 本 以 验 证 性 实 实 验 为 主 ， 少 涉 及 运 用 理 论 知识 去 解 决 实 验 问 题 的 实 验 项 目 ， 利 较 不

一
杆件 的力矩平衡条件 ．Ｃ Ａ 杆的Ｃ 端弯矩为逆时 针方 向． 即右侧受托 ．Ｄ 端为铰点 ． Ｂ 杆Ｄ 弯矩为
零 因而在Ｃ 结点及Ｃ 杆的受力图巾 ．端 的弯 Ｄ Ｃ
规定 正负号是缺乏依 据也是不可取 的 ．尤其 是杆 件受力及结点 的受力会存在作用 力与反
作 用力 ． 向相 反 ． 方 往往会得 到错误 的判 断 ，
台 的重要补充 ．兼具 良好 的可 扩展性与灵活 性． 丰富 了Ａ Ｍ嵌入式实验 教学的手段 ． Ｒ 降低 了实验成本 本文提 出了一种基 于Ｐｏ ｕ 的 ｒｅｓ ｔ Ａ Ｍ虚拟实验平台的方案 ． Ｒ 设计 了４ ４ ｘ 矩阵键 盘接 口、Ｃ 显示接 Ｍ、串行 口、Ｐ 接 Ｍ、 Ｃ ＬＤ ＳＩ Ｉ ２ 接 口、 Ｄ 换接 口、 Ｉ 口和外部中断接 口， Ａ转 Ｓ 接 Ｐ 并移植了Ｌ ／ Ｓ Ｉ ｔ Ｌ Ｏ —Ｉ］ Ｃ ￣ 该实验平 台 ． 了设计 验证 的正确性 相 比于传统 的实验平台 ． 虚拟实验
学 １ １ 辅０ 第期 ２年 ０ １
陈 家义 （ 西北 海职 业学 院 ５ ６ ０ ） 广 ３ ０ ０
摘要 ： 针对 目 Ｒ Ｓ验教学中理论为主 前Ａ Ｍ 的情况．提 出了一种基 于 ｒｔ ｓ Ｐ ２ｘ 构 Ｐｏｅ 和Ｌ Ｃ １ｘ ｕ 建虚拟Ａ ＲＭ 实验平台的方案． 并在该实验平台
一
１ ｒｅｓ ． ｏ ｕ 软件 简介 Ｐｏ ｕ 是英 旧Ｌｂ Ｐ ｔ ｒｅｓ ｔ ａ— ｃｎｅ ｌｃｒｎｅ公 司开 发的电子 电路 实物仿 ｅｔｒＥｅｔ ｉｓ ｏ 真软件 ． 它是完整的 嵌人式 系统软 、 硬什 设汁 仿真平 台 ． 括原理 图输 入系统ＩＩ、 扩展 包 Ｓ 带 Ｓ
表明．该实验平 台具有很好的灵活性与可扩展 性． 能有效地节约实验成本 关键词 ！ ｏ ｕ Ｐ ２ ｘ 虚拟Ａ Ｐ ｔ ｓ Ｃ １ｘ ｒ ｅ Ｌ ＲＭ 实

毕业设计学生姓名： XXXX 学号： 09XXXXXXXXX 专业：电子科学与技术题目：虚拟单片机实验系统的开发指导教师：王保柱（副教授) 张秀清（讲师）评阅教师：武瑞红（副教授）2013 年 6 月河北科技大学毕业设计成绩评定表毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录1 绪论 (1)1。

1课题背景分析 (1)1.2课题概况及发展趋势 (2)1。

3课题的目的和意义 (2)2 系统设计 (3)2.1电路整体设计 (3)2.2课题解决的问题 (3)2。

3课题研究的方法 (4)2。

4电路仿真部分 (6)3 硬件电路设计 (7)3。

1整体框图设计 (7)3.2主芯片—AT89C52 (8)3.3LED显示模块 (14)3。

4LCD显示模块 (16)3。

5数码管显示 (17)3。

6键盘显示 (19)3.7A/D转换模块 (22)3.8D/A转换模块 (24)3。

9温度传感器模块 (25)3.10蜂鸣器模块 (26)4 软件联调配置 (28)4.1软件语言的选择 (28)4.2软件运行环境 (28)4。

3 PROTEUS和KEIL的配置 (28)5 电路的仿真与测试 (32)5。

1LED流水灯 (32)5.2LCD字符显示 (33)5。

3数码管动态扫描 (34)5。

4键盘测试 (35)5.5A/D转换实验 (36)5.6D/A转换实验 (37)5。

7计时器 (38)5.81602液晶显示时钟 (38)5。

9DS18B20温度按传感器 (39)5.10交通灯设计 (39)5。

11整体电路测试 (40)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 (48)1。

绪论1.1课题的背景分析针对传统的单片机，需采购大量的、比较贵的的硬件设备，而且设备维护和工作量也非常大，传统的单片机实验采用硬件仿真器，实验箱或实验板,由于单片机应用技术涉及的范围比较广,它涉及到到计算机、须硬件和软件结合才能实现，也就是将外围电路和单片机程序相结合，如果用真实的实验箱则费会用高，器材又不能地发挥充分利用,加上所用实验板开发周期比较长，可行性不好.现在使用Proteus仿真软件，实现了纯软件的虚拟单片机实验系统,既可调试单片机程序，也可以仿真单片机的外围器件的工作情况；既能充分利用计算机等硬件资源，减少硬件设备的维护工作量,还可提供丰富的实验内容。

器 件 和 实 验 箱 ， 且 维 修 成 本很 高 。学 生 在利 用 实 训 室 设 而 计 和开 发 单 片机 应 用 系 统 时 ， 发 周 期 过 长 且 成 本 较 高 。 开
在 教 学 方 面 ， 师 很 难利 用 传 统 单 片 机 实训 室 实 现 多 人 同 教 步 指 导 。另 外 ， 由于单 片 机 操 作 性 很 强 ， 统 实 训 室很 难 传
试 代 码 ， 观地 看 到 仿 真 结果 。 直
Ｋｅｌ 一 个 ５ ｉ是 １单 片 机 开 发 软 件 平 台 ， 支 持 不 同 公 它 司的 微 处理 器 ， 面 和 常 用 的 微 软 ＶＣ＋ ＋ 的 界 面相 似 ， 界 在 调 试 程序 、 真 方 面有 很 强 的功 能 。 仿 在 确定 了 项 目之 后 ， 先 用 Ｐ ＯＴＥＵＳ软 件 画 出 项 首 Ｒ 目原 理 图 ， 用 Ｋｅ １编 写 好 项 目驱 动 源程 序 ， 再 ｉＣ５ ｌ 然后 进 行 编译 ， 生 一 个 ＨＥ 执 行 文 件 ， 后 把 这 个 执 行 文 件 产 Ｘ 最
２ 第 ９ 期 ０１ ７年
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．
ｍ ｅｓｎ ｅｔ．ｃｏｍ ． ｃｎ
实验 室 。相关 界 面及 仿 真 图如 图 １ 图 ３所示 。 ～
２ Ｃａ ａ ｉ 建 同 步 操 作 录 像 机 ｍｔｓａ构
用 Ｃ ｍｔｓａＳ ｕ ｉ６ ０捕 捉 Ｐ ａ ａｉ ｔ ｄｏ ． Ｒ０ＴＥ ＵＳ和 Ｋｅｌ 合 ｉ组
运 行 屏 幕 。该 软 件 能 在 任 何 颜 色 模 式 下 轻 松 地 记 录 屏 幕 动作 ， 括影 像、 效、 包 音 鼠标 移 动 的 轨 迹 、 说 声 音 等 等 。 解
用 起来 极 其 顺 手 。可 以将 多 种 格式 的 图像 、 频 剪辑 连 接 视

虚拟仿真实验课程资源应用案例
本科高校
北京邮电大学、北京邮电大学世纪学院、华 北电力大学、江西理工大学、解放军理工大 学、山东科技大学、北京联合大学应用文理 学院、重庆理工大学、天津财经大学、湖南 理工学院、广东工业大学华立学院、重庆师 范大学、泸州医学院、重庆教育学院、东莞 理工学院、湘南学院、北方民族大学、太原 师范学院、荆楚理工学院、东北农业大学成 栋学院、盐城工学院、北京工业大学、阜阳 师范学院、中国人民公安大学、川北医学院 、重庆三峡学院、潍坊学院、天津财经大学 珠江学院、浙江工商大学、山西农业大学信 息学院、西南大学、汕头大学、中国海洋大 学、仰恩大学、怀化学院、重庆大学、山东 理工大学、西北政法大学、北方工业大学、 天津大学、华南农业大学、广东第二师范学 院、蒲田学院、河北师范大学、河南大学、 天津科技大学、广西大学、南开大学、中国 矿业大学、安徽大学……
实验教学效果评估
自动收集实验前理论知识学习、实验过程指导、答疑、实验成绩的相关数据；通过调查问卷 收集学生对实验系统、实验设计、学习效果等方面的评价与反馈信息，进行统计与分析，用图表 直观展示分析结果。
实验教学效果评估
标准化的实验教学流程
系统管理员
教务人员
学生
教师
电子信息类虚拟仿真实验教学资源
内容提钢
1 方案背景 2 平台功能及资源介绍 3 方案特点 4 应用案例 5 方案实施
虚拟仿真实验教学中心建设案例(32所)
√ 北京邮电大学电子信息20虚13年拟仿真实验教学中心(国家级) √ 南京信息工程大学大气科学与气象信息虚拟仿真实验教学中心(国 √ 东北师范大学生物虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 河北农业大学计算机虚拟仿真实验教学中心(省级) √ 云南大学化学化工虚拟仿真实验实验教学中心(省级) √ 广州大学电工电子虚拟仿真实验教学中心（省级） √ 肇庆学院计算机虚拟仿真实验教学中心 √ 河北农业大学食品与生物工程虚拟仿真实验教学中心

单片机实验教学仿真电路子系统的设计单片机实验教学仿真电路子系统的设计：仿真电路子系统在外部，它向用户提供了一个可视的虚拟的单片机实验平台，用户通过这一平台建立仿真的实验电路。

当用户仿真运行实验源程序时，将再次通过这一平台进行相关操作，观察实验现象。

在内部，仿真电路子系统对用户建立的仿真电路进行元件的记录、电路连接的分析、节点表的建立与维护、元件(包括单片机端口)状态得计算，通过发送消息与仿真运行子系统交互。

最终达到在完全软件仿真的环境中让用户完成单片机教学实验，并获得与真实实验条件下相同的实验结果。

1．1 仿真元件的设计与实现元件是电路建立的基础。

对实验中用到的电器元件(如：51系列单片机89S51、电阻、电容、发光二极管、数码管、各种开关、逻辑门电路、译码器、存储器芯片等)设计元件类。

另外将电源、接地、导线、节点也作为元件进行设计。

部分元件以简化的图形表现，在设计元件时为简化软件的设计，将元件以单元模块的形式进行设计，即以单元模块电路的形式将模拟元件简化为数字逻辑单元。

忽略了电路及元件具体的电流电压等模拟特性。

类似的单元模块有，复位模块、振荡电路模块、数码管模块、开关模块。

1．2 元件类的设计与实现首先设计出CYuanJian类，它定义了元件共有的基本属性及方法，例如：在窗口中的位置、元件的线条及填充颜色、元件管脚的坐标，其次，对元件操作时的方法，例如：元件的绘制和对其他属性进行设置等。

为了让元件对象能方便地以数据文件的形式在存储器中存储和读取，将CYuanJian类的父类定义为VC++MFC提供的基类CObject类。

这样就可使用CObject 类的成员函数Serialize()对元件对象进行串行化。

由于每个元件的外形均不相同，对元件进行绘制的Draw()函数和元件移动函数Move()定义为虚函数，利用VC++的多态性在子类中实现。

同时这使得CYuanJian类成为了抽象类，CYuanJian类仅用来派生子类，不能实例化。

收 稿 日期 ：０ ８— ３— ９ ２０ ０ ０
作者简介 ： 韩建文（９ ９一） 男， １７ ， 吉林省 吉林市人 ， 琼州学院物理 系助教．
第 ５期
韩建文 ： 运用仿真软件改革单片机实验教 学
７ ３
达 ，Ｅ Ｌ Ｄ， Ｄ Ｄ 部分 Ｓ Ｉ Ｌ Ｄ， Ｃ Ａ ／ Ａ， Ｐ 器件 ， 部分 Ｉ Ｉ 件 ， 编译 方 面 支持 Ｋ ｉ和 ＭＰ Ａ 里 面有 大量 的例子 参 Ｃ器 … ｅ ｌ Ｌ Ｂ，
边设 备 ， 以仿真 ５ 可 １系列 、 Ｖ ＰＣ等 常用 的 ＭＣ 与 ｋ ｉ和 ＭＰ Ａ Ａ Ｒ，Ｉ Ｕ， ｅｌ Ｌ Ｂ不 同 的是 它 还 提 供 了周 边设 备 的仿 真， 只要 给 出 电路 图就 可 以仿 真 ， 如 ３ ３ ｌｄ 示波 器 ，ｒｔ ｓ 供 了大量 的元 件 库 ， Ｒ Ｍ， Ｏ 键 盘 ， 例 ７， ， ｅ Ｐｏｅ 提 ｕ 有 Ａ Ｒ Ｍ， 马
性．
关 键 词 ： 片机 ； 真 ； 单 仿 实验 室 建 设 中圈 分 类 号 ： ６２ ４ ３ Ｇ ４ ．２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ ６ ２ （０ ８ ０ ０ ７ ０ ０ ８— ７ ２ ２ ０ ）５— ０ ２— ３
单 片机 技术 是现 代 电子 工程领 域一 门迅 速发 展 的技术 ， 用于各 种嵌 入 式系 统 中． 应 单片 机技术 的发展 和 推广极 大地 推 动 了电子工业 的发展 ， 其在 教学 和 产业 界 的技术 推广仍 然 是 当今 业 界 的一个 热点． 片机技 术 单
韩 建 文
（ 州学 院物理 系， 南 五指 山 ５ ２ ０ ） 琼 海 ７２ ０
摘
要 ： 出一种基于 Ｐｏ ｕ 软 件仿 真的单ｇ Ｖ 实验室建设 方案． 提 ｒｔ ｓ ｅ －ｔ 该方 案配 置有限 的硬件设备 ， 很好地

浅谈Proteus仿真在单片机教学中的应用【摘要】proteu s软件是集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身的嵌入式系统仿真平台，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真。

本文针对传统单片机课程实验教学中存在的问题，提出了应用proteus 软件进行单片机教学的解决方案。

【关键词】单片机实验教学仿真一、引言单片机自20世纪70年代问世以来，广泛应用于工业检测系统、数据采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等领域，如今单片机控制系统已经成为一种常规的控制工具，单片机原理这门课程也成为各中职学校电类、机电类专业的重要专业基础课。

本门课程具有很强的实践性，而中职学校又以培养技术应用能力为主，这就对中职学校的单片机教学提出了更高的要求。

如何提高学生的实践能力和创新能力是我们在单片机教学中的重要着眼点。

二、单片机传统实验教学中存在的问题大多数学校的单片机实验室通常采用实验箱或者实验板进行实验，采取这种方法进行实验虽然方便，但是也存在不足。

首先，使用的单片机实验箱属于成品，其电路连接都是已经固定连接好的，实验内容只能停留在演示性及验证性实验的层次，学生很难参与到其中的设计，也不能充分了解硬件电路的实际连接情况，动手能力得不到训练与提高。

其次，单片机的种类繁多，而实验箱、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，因此，对实验内容造成了很大的制约。

这也是因为单片机技术的迅速更新和发展，使许多学校设备落后、老化，不断地购买仪器设备又会带来资金耗费严重等问题。

第三，实验箱只有实验室才有，课内实验学时有限，而单片机课程需要大量的实验来巩固课堂知识，应该给学生创造条件在课后动手做实验，传统的实验教学显然无法满足学生的学习要求。

第四，实验仪器的损耗与维护问题严重实验过程中需要用到的仪器较多，易造成设备的损坏，维护工作量也很大。

因此，传统的单片机实验教学存在着很大的不足。

件 实 现 联 合 仿 真 ， 拟 单 片 机 、 拟 电路 和 数 字 电路 等 课 程 的相 关 实 验 。 平 台 投 入 使 用 后 为 实 验 教 学 改 革 提 模 模 供 了条 件 ， 得 了 良好 的实 验 教 学 效 果 。 取
关 键 词 ：虚拟 技 术 ；实验 教学 ；仿 真 ； 片 机 单 中 图分 类 号 ： ３ １ ９ ＴＰ ９ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ： ０ ２４ ５ （ ０ ０ １ — ０ ８ ０ １ ０—９ ６ ２ １） ０ ０ ９— ３
Ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｏ ｈ ｉ ｕ ｌＭＣＵ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｓ ｌｔ ｎｐａｆｒ ｏ ｓｒｃｉ ｆｔｅｖｒ ａ ｏ ｔ ｅｐ ｒ ｍｅ ｔｌ ｉ ａｉ ｌｔ ｍ ｍｕ ｏ ｏ
Ｇｕ Ｎｅ ｇ ｎ ｈｕａ，Ｚｈｕ Ｌｉ
（ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｌｃｒｃ ｌ ｎ ｍｐ ｔｒＥｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＥ ｅｔｉａ ｄＣｏ ｕ ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｗ ｅ ｔＢ ａ ｃ ｆＺ ｅｉｎ ａ ｎ ｓ ｒ ｎ ｈｏ ｈ ｊ ｇ ａ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ， ｚ ｏ ２ ０ ０ ｈｎ ） ｉｅｓｔ ｏ ｙ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｑｕ ｈ ｕ ３ ４ ０ ，Ｃ ｉａ
集成 开发 调试 工具 、 Ｗ ｉｄ ｗｓ 面 。Ｋｅｌ ５ 全 ｎｏ 界 ｉＣ １采 用 项 目管理模 式 ， 所有 文 件 都建 立 在 项 目下 ， 一 管理 ， 统 用来 编译 Ｃ源 码 、 编 源 程 序 、 接 和 重 定 位 目标 文 汇 连 件 和库 文件 、 建 ＨＥ 创 Ｘ文 件 以及 调试 目标程 序 等 ， 在
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｐ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｉｔ ａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｐ ｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉｇ ｒ ｆ ｒ ｐ ａ ａ ｃ ｆ ｔ ｅ ｖ ｒ ｕ ｌｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ ｖ ｄ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔ ａ ｈ ｎ ｅ ｏ ｍ． ｉ

Proteus在单片机教学改革中的应用【摘要】单片机教学在现代教育中扮演着重要角色，而Proteus作为单片机教学中不可或缺的软件工具，发挥着重要的作用。

本文分析了Proteus软件的介绍、在单片机仿真中的优势、在单片机实验设计中的应用以及在单片机教学改革中的成功案例。

通过分析Proteus对单片机教学的促进作用，展望了Proteus在单片机教学中的前景，讨论了Proteus的应用将推动单片机教学的创新，以及Proteus为单片机教学带来的便利和效益。

Proteus的广泛应用为单片机教学带来了便利、创新和提升，将继续在单片机教学领域发挥重要作用。

【关键词】单片机教学、Proteus、仿真、实验设计、成功案例、促进作用、前景展望、创新、便利、效益1. 引言1.1 单片机教学的重要性单片机作为嵌入式系统的核心处理器，在现代科技领域中扮演着非常重要的角色。

单片机的教学显得尤为重要。

单片机教学不仅能够培养学生对嵌入式系统的理解和掌握能力，还有利于学生掌握硬件设计和软件编程的技能。

通过单片机教学，学生能够了解嵌入式系统的基本原理和工作方式，培养工程设计能力和创新精神，为将来从事相关行业打下坚实基础。

单片机教学的重要性还体现在其对学生的综合能力的提升上。

在学习单片机的过程中，学生需要运用自己的知识和技能进行实际操作和实验，培养了他们的动手能力、操作能力和解决问题的能力。

通过单片机教学，学生还能够锻炼自己的团队协作能力和创新思维，提高解决实际问题的能力。

单片机教学在现代教育中的地位愈发重要。

它不仅可以帮助学生掌握重要的技能，还可以培养学生的综合能力，为他们的未来发展打下坚实基础。

在单片机教学改革中，我们需要不断探索新的教学方法和手段，以更好地满足学生的需求和提高教学效果。

Proteus作为单片机教学中不可或缺的重要工具，发挥着不可替代的作用。

1.2 Proteus在单片机教学中的地位Proteus在单片机教学中的地位不仅仅体现在其功能强大的仿真能力上，还体现在其用户友好的操作界面和丰富的实验设计资源上。

8/14
STC 单片机片上仿真法
第 18 步：设置完成后回到主界面。点击 DebugÆStart/Stop Debug Session 或按键盘上的 Ctrl+F5 开始仿真。这个操作 是开始或停止仿真的切换按钮。如果我们之前的设置都是正确的，单片机硬件也接通了电源，这时 KEIL 软件会切换到 仿真界面。
流水灯程序的硬件电路图
电路在面包板上连接的照片
/*************************************************************************/
带有仿真功能的单片机 IAP15F2K61S2
【仿真电路连接】
建立单片机仿真环境，最主要的工作是设置软件的参数，而硬件电路的连接是很简单的事。如果你已经根据本书第一 章的内容制作出了 ISP 下载线，并成功地给单片机写入了 HEX 文件。那么从某种意义上讲，你已经完成了单片机仿真 的硬件电路连接。也就是说，单片机仿真电路与 ISP 下载电路是完全相同的。如果是这样，我为什么还要花时间来讲 仿真电路的连接呢？因为虽然电路连接相同，但单片机不同了。所以我们不能使用 STC12C5A60S2 和 STC12C4052AD 来仿真，因为这两款芯片不带仿真功能。而唯一带仿真功能的单片机 IAP15F2K61S2 是最新发布的 15 系列单片机，它 有着不相同的引脚定义。我们只要熟悉了它的新引脚定义，再来制作电路就不难了。 首先最明显的是引脚定义的不同，虽然 IAP15F2K61S2 也是 40 脚的单片机，但如果把它直接插在我们做好的 ISP 下载 线里，你会发现单片机是不工作的。不仅 IO 接口不兼容，连 VCC 电源输入的位置也不同。接下来是外部晶体的使用， IAP15F2K61S2 单片机不需要接外部晶体，因为它的内部集成了一个高精度的时钟源，可以用软件设置成 5~30MHz 的 时钟频率。这一改进对我们使用者的意义是：不论我们做何应用，都不需要外接晶体的电路了。只要连接 VCC 和 GND， 单片机就可以工作。再连接 TXD 和 RXD，单片机就能 ISP 下载和仿真了。

开发环 境下 面会显示 编译成 功的信息 。编译 完毕之 后 ．选择 Ｄ ｂ ｇ ｅｕ／ Ｓａｔ ｔｐＤ ｂ ｇ ｅｓ ｎ选项 ， ｔ ／ ｏ ｅｕ Ｓ ｓｉ ｒＳ ｏ 即就进入仿真环境 （ ３） 图 。
图 ３ Ｋ ｉ主界面及软件项 目 ｅｌ
图ｌ 图表仿真 、 分析仪实例 逻辑
馕 ■ ：ｍ ● Ｉ ● 片蠢 ● 手事 ∞期 ＩＩ ．
ｔ
惟 ｊ ： ｚｔ 毫 日期 ２ｎ ｛ 月２ Ｅ ｛
图 ２计算器实例 ￣ ｓｏ３Ｉ Ｅ是 德 国 Ｋ ｉ公 司 开 发 的 其 于 Ｗｉｄｗ 平 台 的 ３ Ｖｉ ｎ Ｄ ｉ ｅ ｌ ｎｏｓ ２位 单 片机集成开发环境 ， 它包 含一个高效的编译器 、 一个项 目管理器 和一 个 ＭＡＫ （ Ｅ 源程 序调试 器 ） 工具 。其中 Ｋ ｉＣ １ ｅ ５ 是一种专 门为单片机设 ｌ 计 的高效率 Ｃ语言编译器 ， 符合 Ａ Ｓ 标准 ， ＮＩ 生成 的程 序代 码运行速度
、
（ 电子设计 自动化 ） 工具软件包 ， 其最大的特色是电路仿真是交互的 、 可 视 化 的 。通 过 Ｐｏ ｕ 软 件 的 Ｖ Ｍ（ 拟 仿 真 技 术 ）用 户 可 以 对 基 于 微 ｒｔ ｓ ｅ Ｓ 虚 ， 控制器（ Ｕ、 ＭＣ 单片机 ） 的系统连同所有 的外围接 口电子器件一起仿真。 Ｐｏ ｕ 软件包 由 ＩＩ ＡＲ Ｓ两个 软件 构成 ， ｒｔ ｓ ｅ ＳＳ和 Ｅ 其中 ＩＩ ＳＳ是一款方 便快 捷 的 电子 系 统 仿 真平 台 软件 ， ＲＥ Ａ Ｓ是 一 款 高 级 的 Ｐ Ｂ 印 刷 电 路板 ） Ｃ（ 布 线编辑软件。与其它的 Ｅ Ａ软件相比 ，ｒｔｕ 对单 片机 的仿真功能更 Ｄ Ｐｏｅｓ 强大 ， 以仿真的单 片机有 ５ 系列 、 Ｖ ＰＣ等 ， 可 １ Ａ Ｒ、Ｉ 同时元器件库 中提供 了大量 的元器件 ，可用于仿真外 围设备 ，如 Ｒ Ｍ、 Ｍ、键盘 、Ｅ Ａ ＲＯ Ｌ Ｄ、 Ｌ Ｄ、 ＤＤ 及 部 分 的 Ｓ Ｉ ＩＣ元 器 件 ； 外 ， ｒｔ ｓ 提 供 了大 量 Ｃ Ａ ／Ａ、 Ｐ和 ２ 另 Ｐｏｅ 还 ｕ 的虚拟仪器 、 仪表 ， 逻辑分析仪 ， 图表仿真功能及用 于电路测试 的各种 模拟信号和数 字信号 （ １ ； 图 ）系统还提供 了大量 的实例供用户参考学习

关 键 词 ： ｒ ｔｕ； ｉ 单 片 机 ： 拟 实 验 Ｐｏｅ ｓＫｅｌ ； 虚
中图 分类 号 ： ３ １９ ＴＰ ９ ．
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ９ ３ ４ （０ ０２ — １ ７ ０ １ ０ — ０ ４ ２ １ ）８ ８ ２ — ２
Ｄｅ ｅｏｐｍ ｅ ｆＭ ｉ ｒ Ｃｏｎｔｏｌｅ ｎ ｔＶｉ ｔ ａｌＬａｂ ａ ｏｒ Ｂａ ｅ ｏ ｅ ｖｌ ｎｔｏ ｃ ｏ ｒ ｌ ｒＵ ｉ ｒ ｕ ｏｒ ｔ ｙ ｓ ｄ ｏｎ Ｐｒ ｔ ｕｓａｎｄ Ｋｅｌ ｉ
焦 戴 新 铬， 小
（ 阳师 范 学 院 计 算 机 科 学 系 ． 衡 湖南 衡 阳 ４ １ ０ ） ２ ０ ８
摘要 ： 分析 了基 于硬 件 的单 片机 实验 室的 诸 多弊 端 ， 出 了一 种 解 决 方 案 ， 过 建 立基 于 Ｐ ｏｅ ｓ Ｋ ｉ仿 真 实验 平 台的 单 片 机 虚 提 通 ｒｔ 和 ｅ ｕ ｌ 拟 实验 室 ， 效 地提 高 了 实践 教 学 的 效 率 ， 低 了设备 维护 费用 。 有 降
１单片机 仿真 及开发 平 台简介
１ １Ｐｒ ｔ ｕ ． ｏ ｅ ｓ软 件
Ｐ ｏ ｕ 软 件 是 英 国 Ｌ ｂ ｅ ｔ ｌｃ ｏ ｉｓ 司 出版 的 Ｅ Ａ工 具 软 件 ， 不 仅 具 有 其 它 Ｅ Ａ 工 具 软 件 的仿 真 功 能 ， 能 仿 真 单 ｒｔ ｓ ｅ ａ ｃ ｎｅ ｅｅ ｔ ｎｃ 公 ｒ ｒ Ｄ 它 Ｄ 还 片 机及 外 同 器件 。Ｐｏｅ ｓ 件 从 原 理 图 布 图 、 ｒ ｕ软 ｔ 代码 调 试 到 单 片 机 与 外 围 电路 协 同仿 真 ， 键 切 换 到 Ｐ Ｂ设 计 ． 一 Ｃ 真正 实 现 了从 概 念 到 产 品 的完 整 设计 。 ｒｔ ｓ 完 整 的 系 统仿 真方 面是 其 他 单 片 机仿 真软 件 所 不 能 独 立 完 成 的 。 时 Ｐ ｏ ｕ 为我 们 提 供 的 不 仅 仅是 一 Ｐｏ ｕ 在 ｅ 这 ｒｔ ｓ ｅ 个 单 片机 的 仿 真 环境 ， 重 要 的 是 为 我 们 提 供 了 一个 虚 拟 的单 片机 实验 室 ， 器 件 就 可 更 只 ｒｔ ｓ ｅ 以完 成 一 个 具有 相 当集 成 性 的 单 片机 系统 『 ＝ Ｉ 。

2005 9M i crocontrollers &Em bedded Syst ems5基于Proteus 软件的单片机实验室建设北京信息职业技术学院 李学礼 林海峰摘 要在电类专业教学中,单片机的实验室建设大多采用硬件仿真器配目标实验板方式,不仅需采购大量的硬件设备,而且设备维护工作量也非常巨大。

本文提出一种基于软件仿真的单片机实验室建设方案。

该方案配置有限的硬件设备,很好地解决了资金和设备维护问题;大量的仿真工作是在软件环境中实现,大大增强了实验室向学生开放的便利性。

在实际运行中,取得了良好的教学效果。

该方案目前在国内高校具有较高的推广利用价值。

关键词单片机仿真 实验室建设 Prot eus单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术,应用于各种嵌入式系统中。

单片机技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展,其在教学和产业界的技术推广仍然是当今业界的一个热点。

单片机技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术,掌握单片机技术是电子信息类专业学生就业的一个基本条件。

目前各个高校都建立了单片机实验室,并且基本都是采用相应的硬件仿真设备;但是由于单片机的种类繁多,再加上资金的限制,不可能在一个实验室包括所有种类的单片机仿真设备。

下面结合我校的单片机实验室建设浅谈一下我们的作法。

1 引入单片机软件仿真系统伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展,在各个领域都出现了各种仿真系统,为各种实际系统的开发提供了准确可靠的保证,同时节约了大量的人力和物力。

电子信息技术领域也不例外,出现了大量的仿真工具,如各种EDA 工具:模数混合仿真的M ult isim 、OrCA D 、Prot el 等,数字系统设计仿真的M axplus II 、F undat ion 、Ex pert 等,系统仿真软件Syst emview 等。

目前,在我校已建立了EDA 实验室,配备了M ulti sim 、Prot el 、M axplus II (Q uat ues)、Systemview 等软件和配套硬件;但这些软硬件对单片机的仿真无能为力,因此仍然需要建立单片机实验室。

试 和使用 ，完成 完整 的实 训案例 。 单 片机虚 拟实 训系 统 的构建 ，既可 以弥补 现有 大部分 高校 实训 教 学条件 的不足 ，避 免某些 实 验操
图ｌ 键 和 点 灯项 目的 系统 功 能 图 按 Ｆｇ１ ｒ ｅ ｔ ｏ ｔ ｎ ｎ ｇ ｔ ｇ ｙ ｔ ｎ ｔ ｎ ｉ ｏ ｃｓ ｆ ｕｔ ｓ ｄｌ ｈｉ ｓ ｍ ｆ ｃ ｏ ．Ｐ ｊ ｂ ｏ ａ ｉ ｎ ｓ ｅ ｕ ｉ
Ｗｅ技 术 、虚 拟仿 真技 术 构建 的开 放式 网络化 虚拟 训开 发技 术进 行介 绍 。 ｂ
实 验 教学 辅 助 系 统 Ｉ 。 ，是 现 有 各 种 教 学实 训过 程 １１ 系统硬 件功 能 图 。 ． 的数字 化 和虚 拟化 。单 片机 虚拟 实训 技术 的实 现 ， 包括 了对 虚拟 实验 台 、虚拟 教学 开发 板 、虚拟 实验
［ 稿 日期】 ０ １ ０ — ５ 收 ２ １－ ２ ０
［ 基金项 副 深圳信息职业技术学院第二届教学成果培育项 Ｈ（ Ｃ Ｏ Ｏ；深圳信息职业技术学院第三批百门网络课￣（３０ ＸＮ Ｘ一 １） Ｊ Ｇ２ ｍｌ） Ｘ Ａ １一 Ｓ ００
［ 者 简 介】 晓 宁 （１７ 作 潘 ９０一 ），男 （ 族 ），甘 肃 兰 州 人 ，ｌ 学 博 士 ，副 教 授 ，Ｅ－ ｉ ａ ｘ＠ｓｉ． ｍ．１ 汉 ｌ ： ｍａ ：ｐ ｎｎ ｚｔ ｏ １ ｌ ｉｃ ２ １
与 红色 和 绿 色Ｌ Ｄ Ｄ１ 、Ｄ１分 别 接 Ｓ Ｃ ９ ５ Ｒ Ｅ灯 ８ ９ Ｔ ８Ｃ ２ Ｃ 单 片机 的Ｐ ７ １ 和Ｐ 引脚 。本 项 目是 通 过 编写 ｌ 、Ｐ ０ １ １
１ 实 训项 目设 计
８ ９ ．ｓ 在 以 “ 目教 学 ” 为 主 的单 片 机 实 践 课 程 教 相应 程 序 ，实 现 开机 后 Ｄ１ 和Ｄ１ 亮 １５ 左 右 ，然 项 学 中 ，采用 了可 以完 成 ｌ 个典 型 项 目的单 片机 开发 后 红 灯 亮 绿灯 灭 。当ｓ ７ 被 按下 时 ，红灯 灭 绿 灯 ４ 键 Ｊ １键 板 ，相应 的教 材 以项 目为 章 节 ，系统 介 绍 和讲 解 亮 ；释 放Ｓ ７ ，红灯 重新 亮 、绿 灯 重新灭 。

单片机实验室的建设摘要：单片机是电子工程专业的一门关键学科，也是一门实践性很强的学科，因此在单片机教学过程中，单片机实验室发挥着重要的作用。

但是就目前而言，单片机实验室教学存在着很多问题，通常情况下只配置了数量有限的硬件设备，不能提供数量足够的仿真器、编程器、实验电路等设备，在理论课堂中也没有足够的辅助软件协助教学，缺乏软环境的建设，在设备维护保养方面也没有做出相应的重视。

关键词：单片机；实验室；建设DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.0960 引言单片机课程是一门实践性非常强的课程，原理性非常抽象，学生学习起来比较困难，因此需要开设单片机实验实训课程辅助教学，通过大量的实验项目帮助学生更好的理解课程理论知识，同时不断提高学生的实践操作能力，让学生真正掌握单片机在实际生活中的运用。

近年来，随着仿真技术的发展，仿真单片机的建设已经在高校得到了广泛的应用。

1 仿真单片机实验室的建设方案1.1 传统单片机实验室存在的不足在传统的的单片机实验室中，学校需要投入大量的资金建设各项设备，随着高校招生规模不断扩大，需要建设大量的实验设备，者对学校来说是非常困哪的，很多单片机教学仪器和设备都得不到及时的配置和更新，一些硬件设备还停留在比较落后的阶段。

此外，由于仪器设备的重复使用，很多仪器容易老化和发生故障，而对仪器设备的维护和维修力度不够。

在实验教学过程中，教学内容往往局限了一些验证性实验，缺乏对学生自主探究能力的提高和培养。

在以往的实验教学过程中，学生通常是在教师的引导下完成实验步骤，从而掌握一定的实验技能。

通过这种实验方式，虽然学生对于单片机技术有一定的了解，同时也掌握了相关的实验技能，在一定程度上提高了学生的实践动手能力。

但是，学生在实验过程中，依然没有进行主动学习，无论是实验步骤还是实验探究目的都是固定的，学生并没有经过自身的思考，对于提高学生的实验探究能力并没有多大帮助。