Proteus仿真软件在高职单片机课程设计中的应用

摘要：课程设计是高职单片机教学的一项重要内容，课程设计中引入Proteus仿真软件之后，能极大的提高学生学习的积极性，并收到良好的教学效果。

关键词：Proteus；高职；单片机；课程设计

中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-02

The Application of Proteus Simulation Software on SCM Course Design

Zhou Xudan，Wei Wangdong

(Shaoxing Polytechnical College,Shaoxing312000,China)

Abstract:Course design is one of the important content of SCM course in higher vocational colleges.With the application of proteus simulation software,It greatly enhances the learning initiative and gets a good teaching result.

Keywords:Proteus;Higher vocational;SCM;Course design

一、传统单片机课程设计存在的问题

《单片机原理及应用》课程理论和实践结合性很强的课程性质和高职“高素质技能型人才”的培养目标，决定了单片机课程设计环节具有不可替代的地位和作用。目前，单片机课程设计往往采用单片机实验箱和实物设计两种形式，而这两种方式均存在不可避免的问题。

（一）采用单片机实验箱，建造单片机实验室成本高，投入大，一般的高职院校很难达到学生人手一套实验开发系统，并且随着科学技术的不断发展，实验设备老化、落后、被淘汰，需要不断更新，要解决此问题就需要不断重建单片机实验室，因此必将带来资金耗费严重等问题。

（二）采用实物设计，因受到实训元器件的选用、准备以及实训室时间、场地的限制，使得学生在规定的教学时间内很难完成。

二、引入Proteus的意义与可行性

（一）Proteus仿真技术是高职电子类专业学生必须掌握的重要技术。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，仿真技术“已成为了认识客观世界的除理论、实验之外的第三种方法”。仿真技术的应用，对于及时推出新产品、缩短开发周期、节约成本、提高质量具有举足轻重的作用，是企业竞争能力持续增长的关键。而Proteus作为目前世界上最先进的单片机（MCU）应用系统的设计与仿真平台，其单片机应用系统仿真能力强，元件模型丰富，虚拟仪器齐全且功能强大，因而Proteus仿真技术是高职电类学生必须掌握的重要技术。

（二）利用Proteus仿真技术，使课程设计周期缩短、设计成本减小。Proteus真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB制板图的完整的电子设计过程，其强大的仿真能力，革新了电子产品设计过程，通过Proteus仿真设计后安装的实际产品调试成功率大大提高，从而使课程设计周期缩短，设计成本减小。

（三）利用Proteus软件，拓宽了课程设计的场地，延长了课程设计的时间，给予学生更大的自主性。采用Proteus仿真软件后，仅需一台电脑就可以进行单片机课程设计，拓宽了课程设计的空间和时间，其直观、形象的仿真显示更能激发90后电脑一代的学习兴趣和激情。

（四）众多教学实践证明，在单片机课程设计中引入Proteus软件是可行且必要的。我院于2005年5月率先建成了国内第一个Proteus仿真虚拟实验室，之后，国内众多高职院校也纷纷建立。经过6年的教学实践证明，引入Proteus仿真虚拟实验室，大大提高了学生的学习积极性，极大地增强了学生的学习效果。

三、引入Proteus仿真软件后的单片机课程设计的实施

根据Proteus软件的特点以及单片机课程学习规律与高职学生的特点，我们制定出一套基于Proteus的课程设计实施方案。主有以下几部分：

（一）课程设计项目选择。设计项目的选择成功与否，将很大程度上决定课程设计效果的好坏。它既要考虑到不同学生的不同需求，要能够吸引基础差、求知欲不足、学习积极性不高的学生学习兴趣，但又不至于太难而导致其信心不足放弃学习，还要能够照顾到学习积极性高，动手实践能力强，学有余力的学生能够让他们“吃饱”。另外，课程设计项目要能够涵盖课程所学的基本知识，并注重知识的深化和扩展，且还要考虑到设计项目应具有一定的实用价值。

综合考虑后，我们把课程设计项目分成三个进阶，第一进阶是入门训练，从考虑激发学生的学习兴趣为主，让不同层次的学生都能从这个阶段的课程设计中收获成功的喜悦，并得以下一进阶的顺利开展。这一阶段主要是完成仿真调试。第二进阶项目则注重的是知识的掌握和巩固，是学生进行课程设计的重点内容。这一阶段，学生要通过Proteus仿真软件所运行正确结果，进行实物焊接和硬件调试。第三进阶项目主要是为学有余力的学生准备的，它侧重知识的深化与拓展。学生可根据自身情况有选择的进行。我们选择了如下项目：第一进阶：流水灯设计、交通灯设计等；第二进阶：计时器、密码锁、点阵、数字电压表等；第三进阶：数字频率计、电子时钟、万年历等。

（二）任务驱动与分组教学相结合的实施过程组织。在课程设计的实施过程中，我们将学生分成2人一小组，10人一大组，分组充分考虑学生的成绩优劣和寝室划块。课程设计中完全运用任务驱动教学法，开始这个进阶项目的设计前，教师首先布置好这个阶段的任务，详细分析任务要求，给出明确的任务目标。学生在任务的驱动下，主动发现问题、解决问题，从而完成任务，最终成为学习的主人。教师在这个过程中，是主导者、组织者、指导者和促进者，授学生以“渔”，而不是授以“鱼”。学生学习的积极性和主动性得到了极大提高，在这个过程中学生学会了学习，培养了自学能力、创新能力和实践操作能力。

（三）课程设计考核标准。课程设计考核，从五个方面进行。一是考核学生资料收集与方案设计的能力，约占15%。二是考核Proteus仿真平台中电路设计与连接合理性与否，程序编制与调试成功与否，约占30%。三是硬件电路焊接与调试，约占30%。四是课程设计报告，约占15%。五是学生在课程设计中的出勤与平时表现，约占10%。考核结果采用四级制，即优秀、良好、合格和不合格。

四、教学效果分析

经过笔者的实践发现，在单片机课程设计中引入Proteus仿真软件，运用任务驱动教学法，能收到良好的教学效果：很大程度上激发了学生的学习积极性，班级学习氛围浓厚了，学生两极分化现象得到了非常大的缓解，100%的学生都通过了课程考核。

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本文是绍兴市教科规划课题《基于Proteus的高职单片机课程设计教学的探究（编号sgj10053）》的研究成果。

[作者简介]

周旭丹（1977-），女，浙江宁波北仑人，绍兴职业技术学院讲师，教务处副处长，主要研究方向：单片机教学改革与教学管理。

魏王懂（1977-），男，浙江诸暨人，绍兴职业技术学院讲师，主要研究方向：应用电子技术。