Proteus仿真软件在微机原理教学中的应用

陈秀明

(青海大学，青海 西宁 810016)

由于微机原理的教学课程是在电气自动化专业当中的一门基础课程，所以在这门课程当中，它的专业理论性要求是非常高的，并且它的应用实践性也很强。然而在当前对于这门课程的教学当中，一般是以讲述理论为主，而把实验为辅的教学方式，所以在学生进行学习时就会感觉到知识点的枯燥乏味，并且也很抽象，只是表面的理解，却不能深入，对此，怎样解决这一问题则是需要我们分析研究的。当Proteus仿真软件的出现，并结合应用到教学理论当中，却得到了很好的效果。这种软件是当前最为完整、最先进的微控制器系统的设计原理和仿真平台，所以，在教学当中引入Proteus仿真软件，可以建立学生的直观仿真思维，并应用这种仿真的生动、形象等方面的特征，从而在教学当中会对学生会起到一定的积极作用。

一、对于微机原理传统的教学方法

在微机原理的课堂教学过程当中，由于该课程所涉及的内容具有一定的难度，并且知识面较为广泛，在讲解实例时也是较为抽象的，同时也不具备有效的演示方法，所以，对于学生就很难理解和接受所讲的内容。如果对于相对复杂的电路，只是通过板书画图的方法却耗时费力，或者是应用PPT形式进行演示，也无法清晰的显示电路的整个概括，所以应用这种教学方法的效率是非常低的。此外，应用传统的教学方法在展示实例时，是比较枯燥乏味的，并在实践的教学当中主要是通过硬件实验箱的操作完成的，并存在一些不足的地方，所以学生对学习理念知识并不感兴趣。这主要体现在几方面，（1）把实验箱上的所有线路都做好连接，并固定好芯片，因此，对于这种实验一般都是以验证为主，而学生只要按照步骤进行就可以，并不能灵活自由的对其设计实验，所以也就导致学生缺乏主动学习的积极性。（2）由于会受到实验箱的限制，所以实验的个数是有限的，其内容是固定的，所以就很难跟随技术的发展进行创新、更新，对此，学生也就得不到拓展应用以及创新设计的机会，从而缺乏这方面的培养能力。（3）由于实验箱的价格是非常昂贵的，并且极易受到损坏，因此，实验箱也只有在专业的实验室才会具备，而学生如果想通过课余时间来进行创新实验或者是进行设计则是非常困难的。

二、Proteus仿真软件

Proteus仿真软件是由英国进行开发的一种以实物仿真与电路分析以及印制电路板的软件设计。这种软件它可以进行分析以及仿真各种集成电路与模拟电路，而设计软件又可以提供大量的数字元器件与外部设备，以及各种各样的虚拟仪器，这主要包括了：电流表、信号发生器、电压表、示波器以及逻辑分析仪等。而最为重要的是它可以对单片机以及它的外围电路所共同组成的交互仿真功能。当前，对于Proteus系统软件提供支持的单片机包括了很多系列，并且也包含了功能较强的一些调试工具，并且可以对存储器、寄存器进行实时监测，同时也具有单步调试与断点调试的一些功能，此外，它还可以对显示器以及键盘、按钮等一些外设做可视仿真处理。在Proteus软件系统当中，它一般是通过ARES与ISIS这两部分共同组成的，而ISIS的应用则是实现了混合式的电路仿真功能，它可以把虚拟的仪器、单片机的仿真、应用高级图表以及第三方程序的开发从而与调试环境相结合，同时，可以在搭建硬件的模型以前完成电路分析、原理图的设计等方面的验证与测试。

三、应用Proteus仿真软件进行微机原理的教学

目前，在微机原理的教学当中，教师已经逐渐的引入仿真软件进行教学课程。由于这种软件的应用可以提供对CPU以及一些接口芯片的支持，并且还可以提供信号发生器、示波器等一些虚拟的仪表，所以它属于全开放性的一个仿真实验平台，也等于是一个设备较为齐全的实验室。从而教师可以借助这种软件进行应用教学课程，同时学生也可以在课程设计、实验等方面都会有很大的帮助提高。

（一）、应用在理论教学当中

在微机原理的教学过程当中，应用该软件进行演示，会把乏味、抽象的理论知识变得更为生动、直观，从而便于学生的充分理解。而在这其中，计算机的内存存取方式、汇编语言程序以及调试等方面是作为学好微机原理非常重要的一部分，因此，应用Proteus可以提供了一个良好的动态演示过程，从而也提高了学生的学习兴趣。

（二）、应用在实践的教学当中

在教学的实践当中，如果应用该软件可以构建一个虚拟的实验室，并进行课程的设计以及实验教学，同时也具有以下特点：（1）它的操作较为简单。应用该软件可以直观实验平台，并且操作简单、方便，更不需要应用实际的芯片、电路板以及线路焊接等设备，由于在调试时较为方便，所以学生可以一目了然实验的结果。同时，学生也可以通过实验，从而提高对做实验的产生浓厚的兴趣，并在其基础上，还可以搭建硬件电路，验证实验的结果以及下载数据等。（2）它的开放性较好。可以通过在软件实验室的环境下，在安装了该软件的电脑，便可以应用它的仿真功能从而完成教学当中所规定的实验课程，同时，学生也可以在进行上机实验，并且做到每人一台，单独实验，在这个过程当中也就提高了学生的思维创新能力，也加深了掌握理解知识的过程。（3）它的实验内容较为丰富。由于仿真软件所具有强大的应用功能，所以作为教师可以布置较为丰富的实验内容，其内容则可以由浅入深，并且循序渐进的一个过程，从而促使学生可以在课堂教学当中所学到的理论知识充分的应用在实验当中，并从中得到结果和验证。

结论

总之，在微机原理的教学过程当中，从教学效果所得出来，在应用了Proteus仿真软件以后，不仅提高了学生对微机的学习兴趣，而且也提高了学习的主动性，在学习微机原理的过程当中从而也加深了对课程的理解并获得了良好的教学成果。与此同时，对于传统的硬件实验操作因其内容较为固定并且繁琐，也容易损坏器件等相关问题都得到了一定的解决。所以，在应用了Proteus仿真软件以后大大提高了学生的综合开发能力以及动手能力，在教学当中取得了预期的效果。

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