Proteus仿真在微机原理及接口技术课程中的应用

宋公飞 孙宁 陈逸菲 杨乐

摘 要：针对高校的微机原理与接口技术课程，分析了在传统教学模式中存在的问题；介绍了将Proteus软件应用在微机原理与接口技术课程中进行仿真教学的观点和方法。通过仿真实例表明利用Proteus软件能改善教学效果，提高教学质量。

关键词：微机原理及接口技术；Proteus软件；仿真教学

中图分类号：G423 文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）06-0112-01

1.引言

在传统的微机原理与接口技术课堂教学过程中，由于该课程所涉及的内容具有一定难度、知识面比较广泛、讲解实例较为抽象，也没有有效的演示方法，所以，大部分学生就不能很快的理解课程内容。对于比较复杂的电路，仅仅通过板书画图的方法既耗时又费力；即使使用PPT进行课堂演示，也不能清晰的显示电路功能效果， 所以这种教学方法的效率是比价低的[1]。主要体现在：（1） 实验路线固化。（2） 实验箱个数有限。（3） 实验箱使用时间有限。（4） 因为电子元器件容易损耗，如果每次实验课都让学生直接使用电子元器件操作，不符合现在的提倡的节能、环保要求。

2.Proteus软件介绍

Proteus软件是英国Labcenter electronics 公司出版的EDA工具软件。和其它单片机仿真软件不一样的是，它不但能够仿真单片机CPU的工作情况，还能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。所以，在仿真和程序调试时，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变，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。在某种意义上说，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。Proteus软件不但提供了丰富的虚拟仪器资源，也提供了一套仿真图表显示功能，可以把线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来[2]。因此，Proteus软件在微机原理与接口技术课程的教学中具有重要的现实意义。

3.Proteus仿真在微机原理与接口技术教学中的应用

采用 Proteus仿真软件，利用其动态仿真的优势，不仅可以在课堂上一边讲解一些必要的理论知识，一边进行实例演示，并针对性地展示各基本模块的硬件连线和软件控制的方法，做到理论结合实践，呈现给学生直观、清晰的认知，激发学生学习兴趣。在实验过程中，Proteus 仿真软件恰当的克服了硬件实验箱结构固定、资源有限等缺点，提供大学生更多实践与锻炼的机会，让他们能够在掌握各接口芯片使用方法的基础上，设计开发各种应用系统，培养了整机概念、创新思维以及软硬件开发的综合能力[3]。其优点主要体现在：

（1） 教学效率的显著提高。 通过使用Proteus仿真软件不仅能很好的提高教学效果而且增强了学生的实验能力。在课堂上，通过仿真一些学生比较关心、关注的电子产品功能或者生活中比较常见的一些交通工具、电子显示屏等比较有吸引力的产品，不仅能激发学生的学习欲望，激发学生的学习热情，加深对课程知识点的理解而且切切实实的提高了学生的动手能力，还能容纳一些新知识和内容，给教学实践带来很多新思路和方法，大大提高了教学效果[4]。

（2） 学生创新思维的培养。在微机原理与接口技术的教学过程中引入Proteus 仿真技术，不仅克服了原有硬件实验箱是成品，学生很难参与其中的细节设计和扩展设计的缺点，而且给学生提供了一个进行创新设计的开放平台。学生可以在其他地方仿真学习，而不拘束于实验室内。

（3） Proteus仿真软件在虚拟实验网络教学平台设计中的应用。主要体现：图文与声像并茂的网络学习环境。为了很好的提高学生的学习兴趣与效果，虚拟实验网络教学平台的构建和仿真，不仅充分利用了Proteus自身的动态仿真特性，而且还可以充分利用 Flash 等多媒体模拟技术，从而可以实现对网络教学内容的模拟化。便捷的网络学习监督和作业批改。学生通过登录学校指定的网络系统，在虚拟实验中学习视频和观看动画演示过程中，会穿插一些与其观看内容相关的测试题目，只要学生回答题目的问题就可以观看下一步的学内容，与此同时，对于这样的答题和学习过程相互融合的教学方法，网络系统就能记录学生的学习过程，能够对学生的学习过程起到监督管理的作用。此外，学生使用Proteus仿真软件完成实验作业可以把实验设计图和相关代码在线提交给老师，老师就可以通过在线运行的方式检查实验作业并批改。良好的师生在线交互设计。提高教学效果、提升学习氛围的关键是及时、友好的交互设计。虚拟实验网络教学平台的设计对在线论坛模块里设置讨论组，老师和学生通过多人一组的形式在组内在线讨论交流[5]。

4.结束语

使用Proteus仿真软件进行电路仿真，一方面学生只有清晰地理解接口芯片的工作原理和端口寻址，才能完成实验所需的仿真电路设计，这样就可以很好的教授给学生大量的教学信息，学生可以参与到实验设计的细节，这样就更能激发学生学习兴趣；另一方面仿真实验节约了很多高昂的实验仪器费用，打破了实验开设的时间和空间限制，给学生更多实践和锻炼的机会，为实践性教学带来了很大的灵活性。

（作者单位：南京信息工程大学信息与控制学院）

基金项目：南京信息工程大学教学改革研究课题项目（2015JY049，2015JY050）

参考文献：

[1]张小红.微机原理与接口技术实验教学改革探讨[J].中国教育技术装备，2012（ 21） ：113 -115.

[2]李现国，张艳. Proteus 仿真在微机原理及接口技术教学中的应用[J].实验技术与管理，2012，27（ 12） ：125 -127.

[3]李新光.微机原理与接口实验教学改革与探索[J].实验室科学，2009，4（4）：44-45

[4]曹会国.基于Proteus的实时动态仿真电子技术实践教学研究[J].电子技术，2009，36（11）：4-5

[5]吉向东，李新鄂. 基于 Proteus 的微机原理实验仿真[J]. 信息技术，2010（ 2） ：36 -39，44.