虚拟仿真技术在单片机实践教学中的应用

合集下载

Keil和Proteus联合虚拟仿真技术在单片机教学中的应用_张晓峰

Keil和Proteus联合虚拟仿真技术在单片机教学中的应用_张晓峰

2007年第12期总第129期林区教学TeachingofForestryRegionNo.122007GeneralNo.129Keil和Proteus联合虚拟仿真技术在单片机教学中的应用张晓峰(黑龙江农业工程职业学院信息工程系,哈尔滨150088) 摘 要:对于单片机技术的学习,不少学生感到难以入门,学习效果不佳。

针对这一问题,介绍了在单片机教学中采用“Keil和Proteus软件联合虚拟仿真技术”进行改革的一些观点和做法,可以使单片机的教学形象、直观,并能够激发学生的学习兴趣,提高教学的质量和效率。

关键词:单片机;Keil;Proteus;虚拟仿真中图分类号:TP368.1 文献标志码:A 文章编号:1008-6714(2007)12-0069-03 收稿日期:2007-11-15作者简介:张晓峰(1964-),男,吉林怀德人,副教授,从事嵌入式系统、EDA技术研究。

一、单片机教学中存在的双重困惑“单片机技术”是当今电子信息领域广泛应用的一门技术,也是本科、高职高专及中职院校电子、电气、计算机、自动化等专业学生应掌握的一项基本技能。

然而各层次的学生普遍感到这门课比较难学,同时单片机课程教师也感觉难教,教学效果一般都不够理想。

造成教师难教、学生难学的双重困惑的原因究竟是什么?第一,来自单片机课程本身。

单片机技术是一门实用性、综合性很强的学科,具有理论与实践结合、软件与硬件结合等特点。

单片机的开发者除了应具有单片机本身的专业知识外,还必须要有扎实的硬件电路功底、较强的动手能力,还要掌握计算机编程的一般方法。

第二,单片机教材不合适与教学方法不合理。

目前市场上令人眼花缭乱的教材中多数缺少实用案例,实践性不强,书学完了却不会应用,由于脱离实践环境,单一靠纯粹理论知识的学习,很难掌握单片机技术,学生需要的是更多的和计算机、实验台(仪)、仿真器进行交互式和协作式的学习活动。

另外,难以进行单片机实物课堂演示,因为要用计算机、仿真器、实验电路板、电源等多种设备,其中仿真器或编程器要与计算机相连,也要与电路板相连,电源要接到实验电路板上,教师要花较长的时间准备。

浅谈虚拟教学系统在《单片机原理与应用》教学中的运用

浅谈虚拟教学系统在《单片机原理与应用》教学中的运用

浅谈虚拟教学系统在《单片机原理与应用》教学中的运用摘要虚拟教学系统是建立在虚拟现实技术基础上的新型教学模式,通过采用这种教学技术手段能营造出一个仿真的学习环境,使人体验到身临其境的感觉,刺激学生的学习欲望,提高学习热情,从而实现快速提高学习能力的目的。

将Proteus仿真软件引入单片机课堂教学中,能够实现理论与实践教学一体化,经过实际教学实践,取得良好的教学效果。

关键词虚拟教学系统;《单片机原理与应用》教学;Proteus仿真软件前言《单片机原理与应用》课程是电子信息类专业课程,包含了单片机硬件、软件编程、串行通信及接口技术。

要学好《单片机原理与应用》这门课程,需要学生有很强的动手操作能力及电路分析能力。

为了让学生更有效学习《单片机原理与应用》课程,授课教师需要对教学方式进行改革,在课堂教学中根据实际需求实施信息化教学手段。

1 Proteus仿真软件简介Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDAI工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成。

其中的ISIS是一款电子系统仿真平台软件,ARES 则是一款高级的布线编辑软件,它集成了高级原理图布线图、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[1]。

2 Proteus在教学中的应用2.1 Proteus在理论教学中的应用以往的单片机教学过程中,理论教学与实践教学是分开的。

课堂上只讲授理论知识,而单片机的相关应用只能在实验室中才能得到验证。

这样的课堂教学内容比较抽象,教学效果不好。

在引入Proteus仿真软件后,教师在备课时就可以针对本堂的授课内容,事先准备好相关的案例,并可以用Proteus完成电路绘制、程序编写及调试,然后在课堂上给学生进行演示,使原来只能在实验室中才能看到的实验现象在课堂上就能直观地呈现在学生面前。

2.2 Proteus在实践教学中的应用传统的实验教学主要使用的是单片机实验箱,这些设备主要的外围电路都已经搭建完成,学生只需要做一些基本的线路连接,学生的创新能力和实践动手的能力得不到充分的鍛炼。

PROTEUS 虚拟仿真在单片机与嵌入式系统教学中的应用(徐爱钧)

PROTEUS  虚拟仿真在单片机与嵌入式系统教学中的应用(徐爱钧)
n 参赛学生:熊万 李涛 阮波
n 指导老师:徐爱钧
本设计基于Proteus平台,实现对农田大棚中的温度、 湿度、土壤以及二氧化碳浓度等参数的监控,当其数 值超过规定值时,系统将进行相应处理。设计中采用 DHT11来对空气里面的温度和湿度数据进行采集,另 外两个温度传感器模块则是用来模拟土壤湿度传感器 和CO2气体浓度传感器,用光线传感器来模拟太阳光 线的强弱。
目前很多高校除了开设单片机课程之外,
还开设了嵌入式系统课程。Proteus提供 NXP公司LPC21xx、LPC13xx、TI公司 LM3S3xx ARM7和Cotex M3等ARM处理器 的虚拟仿真模型,并且支持GNU、Keil、 IAR等第三方C编译器,支持ELF格式的源 代码调试,为嵌入式系统教学与开发带来了
基于Proteus的单片机应用教学
基于Proteus虚拟仿真技术阐述8051单片 机原理与接口技术,在Proteus软件平台上讲 授单片机应用系统设计原理与方法,全面介绍 8051单片机基本结构、中断系统、定时器以 及串行口的工作原理,8051指令系统与汇编 语言程序设计,DAC与ADC接口技术,键盘 与显示器接口技术,并以实例方式介绍了在 Proteus平台上进行单片机应用系统虚拟仿真 设计的方法,给出大量在Proteus集成环境 ISIS中绘制的原理电路图和仿真程序,所有实 例均可在Proteus软件平台上直接运行。
换,并且工作状态的改变不会影响处理器工作模式
和相应寄存器中的内容。ARM指令集和Thumb指令
集均有切换处理器状态的指令。
ARM 体系结构基础
ARM7 微处理器支持7 种运行模式:
n 用户模式(User): 处理器正常的程序执行状态。 n 快速中断模式(FIQ):用于高速数据传输或通道处理。 n 外部中断模式(IRQ):用于通道的中断处理。 n 管理模式(Supervisor):操作系统使用的保护模式。 n 数据访问终止模式(Abort):当数据或指令预期终止时

仿真技术在单片机教学中的应用

仿真技术在单片机教学中的应用

整 的虚 拟 实验室 。1 [ 4 由于 P O E S仿 真模 型是 根据 R TU
1 引言
生 产厂 家提 供 的技 术 参数 文 件 来建 立 的 , 以 仿真 所 极接 近 实 际 , 使 它超 越 了 “ 拟 ” 为具 有 现 实意 这 虚 成 义 的教学 、 研发 平 台 。 单 片机 教 学和 实 验 中很 多 重 点 、 点 也无 法 用 难 演 示 实验 解释 清 楚 。学 生 用单 片机 实 验 箱做 实 验 , 因实验 箱 封 闭性 、 示信 号 不佳 等 缺 点致 使 效 果 不 显 佳 。学 生 感 到 难 做 、难 懂 ,而 这 些 问 题 都 可 以 用
A R、 C1 系列单 片机 构成 的 系统 ,有数 干 种 元 V H I等 器件 仿 真 模 型 , 示波 器 、 有 逻辑 分 析 仪 等 1 0多种 虚 拟仪 器 , 各种 信 号激 励源 , A F高级 图表 仿真 。 有 有 S
台 。使 得 原 本 简 单 的设 计 过程 变 得 复 杂 而 难 以理
备技 术 。t R T U 1 O E S是英 国 Ib etr 司研发 的多 ] P a cne 公 功 能 电子 辅 助仿 真设 计软件 。【 R T U 2 O E S是模拟 电 J P
路 、 字 电路 、 数 混 合 电路 的设 计 与 仿真 平 台, 数 模 也 更是单 片机 系统先 进 的设计 与仿 实验 室研究与探索,0 9 2 ( : — 8 】 2 0 ,84 7 7 . )5
『0黄 贞, 俊 雄 , 朱 武.r es软 件 在 单 片 机 实验 教 学 中的 1] 李 周 Po u t 应用 [. 国教 育技 术装 备 ,0 9 () 7 5 . J中 ] 20 , : —9 95

虚拟仿真技术在单片机原理及其应用教学中的应用分析

虚拟仿真技术在单片机原理及其应用教学中的应用分析

虚拟仿真技术在单片机原理及其应用教学中的应用分析作者:高志远来源:《中国教育技术装备》2019年第12期摘 ;要在单片机原理及其应用课程教学中,由于课堂教学抽象不直观,实验过程受到时间和资源的限制,使得教学效果不佳。

基于虚拟仿真技术对单片机原理及其应用课程教学进行研究分析,利用Proteus软件对单片机的原理进行模拟仿真,并以七段数码管的应用为例,有效地对七段码显示数字进行控制,以便让学生更好地理解单片机的原理,极大地提升教学质量,有效地完善课程改革。

与此同时,促进其他课程的进步和发展。

关键词单片机原理及其应用;虚拟仿真;Proteus中图分类号:TP391.9 ; ;文献标识码:B文章编号:1671-489X(2019)12-0031-03Application Analysis and Analysis of Virtual Simulation Techno-logy in Principle and Application of Single-Chip Computer//GAOZhiyuanAbstract In the teaching of the Principle and Application of Single-ChipMicrocomputer, ;because of classroom teaching is not intuitive and the experiment process is limited by time and resources, thoseare leading teaching ineffective. Based on the virtual simulation tech-nology, the Principle and Application of Single-Chip Microcomputer is analyzed. Through the use of Proteus software, the principle of single-chip microcomputer is simulated, and the application of seven-segment digital tube is taken as an example. The effective control ofthe seven-segment code display numbers allows students to betterunderstand the principle of the single-chip microcomputer, improves the teaching effect of the classroom, and further promote the progressand development of other courses.Key words principle and application of single-chip microcomputer; virtual simulation; Proteus 1 引言隨着我国科学的发展和经济的进步,促进更多的信息技术和电子技术在单片机原理及其应用课程教学中得到应用,而该课程也是高校电气工程学院、计算机学院和自动化学院比较重视的一门课,尤其在培养对口专业的学生时,以一门专业核心课程的要求进行授课,让学生学习和掌握单片机的原理及其应用的相关知识,对学生的专业水平有显著提升,更好地适应当今中国智能制造的发展趋势[1-3]。

虚拟仿真技术在单片机实验中的应用

虚拟仿真技术在单片机实验中的应用

虚拟仿真技术在单片机实验中的应用
虚拟仿真技术是一种模拟真实情景的技术,在单片机实验中,也可以用虚拟仿真技术来模拟实际情况,从而有效地提高学生的实验技能和应用能力。

首先,虚拟仿真技术可以提高实验安全性。

在传统单片机实验中,由于实验器材和电路原件的存在,操作不当或误操作可能会导致电路短路、电源过载等故障,甚至会对学生的生命安全造成威胁。

而利用虚拟仿真技术进行实验,可以将所有电子元器件和实验场景构建在计算机中,并提供全面的故障保护措施,学生可以轻松地进行实验操作,大大提高实验的安全性。

其次,虚拟仿真技术可以提高实验效率。

在传统单片机实验中,由于实验器材的限制,学生需要手工搭建电路,并手动调整电路参数,这非常耗费时间和精力。

而使用虚拟仿真技术,可以将所有电路配置和调试均可在计算机上完成,不仅可以大大缩短实验时间,而且还可以多次重复实验,提高实验的成功率和效率。

第三,虚拟仿真技术可以提高实验结果可视化。

实验结果的可视化对于学生的实验学习很关键。

传统的实验中,学生只能看到结果,无法直观地了解实验过程。

而使用虚拟仿真技术进行实验,则可以以图形形式展示实验结果,并提供详细的实验过程记录,学生可以根据实验图像和数据直观地了解实验过程和结果,更好地理解实验原理。

综上所述,虚拟仿真技术在单片机实验中的应用非常广泛,可
以提高实验的安全性、效率和结果可视化,为学生提供更优质的实验学习体验。

因此,虚拟仿真技术已经成为单片机实验教学的重要手段之一,也为教师和学生提供了更高质量、更丰富的实验教学资源。

仿真技术在单片机实践中的典型应用

仿真技术在单片机实践中的典型应用

仿真技术在单片机实践中的典型应用摘要:本文将Proteus 仿真技术运用至单片机实践中,并就仿真技术在单片机实践中的一系列典型应用做了详细的分析和论述,并就其在单片机技术课程建设和实践能力培养上所起到的积极作用进行了探讨。

Abstract: This paper uses Proteus simulation technology to SCM practice, makes a detailed analysis and discussion on a series oftypical application, and discusses its positive effect on SCM technology curriculum construction and practice ability training.关键词:仿真技术;单片机;Proteus 仿真软件;实践;应用Key words: simulation technology;SCM;Proteus simulation software;practice;application中图分类号院TP391.9 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)29-0233-020 引言单片机技术是电子信息类、电气控制应用类、通信类、机电和数控类专业的必修课程之一,其理论性和实践性较强。

在实际授课过程中,授课教师必须借助一些软硬件实验理论,并将其与实际技术内容相联系,才能帮助学生有效地理解和掌握课程内容的重点,提升学习效果。

但目前,从总体来看,我国仍有相当一部分院校在单片机实验设备的投入上不足。

基础硬件设施不足,严重地影响相关课程实验的开设,不利于其学科建设的长效发展。

在传统的单片机课程建设和理论学习中,学校通常将一些课程实验安排在实验板或试验箱上。

但由于传统的实验板或试验箱的硬件电路设计较为完善,无需过多连接和操作,因此学生在进行实践操作时只能完成一些难度系数较低、专业水平不强的接线工作,待接线完成后再按实验指导书将程序编好写入得到预期结果。

浅谈仿真软件在单片机实验系统中的作用

浅谈仿真软件在单片机实验系统中的作用
科技信息
计 算机 与 网络
浅 谈 仿真 软 件在 单 栅 实验 系 统 巾的 作 用
胡宇刚 1 林 意 , 2 、 (. 1江南 大学 2常 州纺 织服 装职 业技 术 学院 ) .
[ 摘 要] 文以单片机实验教学对虚拟仿真技术的要 求N- A点 , 究了虚拟 实验的理论基础 . 本  ̄ n 研 选用有代表性的虚拟仿真软件 P — RO
[ 关键词 ] 仿真Fra bibliotek目前单 片机应用 已渗透到各个领域 ,单 片机技术 的发展也 因此 日 新月异。作为实践性很强的应用型学科 ,单 片机研发及教学离不开实 验 。传统的单 片机实验系统 , 需要频繁拔插烧写单 片机芯片来编程 , 依 赖 于 仿 真机 调 试 , 验 成 本 高 且 效 率 低 , 实 已不 适 应现 代 科技 开 发 需 求 。 如何充分合理 利用单片机的性能 ,方便用户高效学 习与开发产 品成为 当前的研究热点。 随着计算 机技术和多媒体技术的飞速发展 ,虚拟仿真 实验技术作 为一种新兴的技术迅速崛起 。虚拟仿真电子实验是学生利用计算机仿 真技术 , 在计算机上学习模拟电路 、 数字电路 、 片机应用系统等课程 , 单 并进行 电路设计 、 仿真 、 调试等通常在实验室完成的实验 。
的 硬 件 投 入 的浪 费 。 支 持 学生 的创 新 性 培 养 。P T U RO E S实 验 室可 充 分 发 挥 学 生 的创 新
随着计算机技术 的飞速发展 ,仿真技术逐步成为电子工程领域进 行 电路 分 析 与 辅助 设 计 的 重 要 工 具 。单 片 机 原 理 与 技 术 是理 论 与 实践 并重的计算机和电子类基础课程 ,在计算机专业教学体 系中有 着举 足 轻重 的作用。 传统的单片机教学是理论教学和实验分开进行的 , 因此在 讲解 比较抽象的理论时 , 师画出电路图 、 老 分析电路的工作原理 、 推导 公式 、 得到电路 的性能参数 , 由于缺乏直观的印象 , 但 学生对课 程内容 理 解 不 深 , 学 效 果 往 往并 不 理 想 :如果 在 理 论 教 学 中应 用 电路 仿 真 软 教 件快速分析 电路的性能参数 , 与理论结果进行对 比, 让抽象的理论及时 得到检验, 给学 生 更 为 直 观 的认 识 , 学 效果 会 大 大 提 高 。同时 , 真 还 教 仿 可 以 直 观显 示 电路 工 作 时 的 实际 效 果 , 助学 生 理 解 和 分 析 复杂 电路 。 帮 用于教学中的虚拟实验 系统 , 过计 算机把教学内容 、 通 实验设 备 、 教师指导 、 学生操作等有机地融合为一 体, 不仅可 以部分地替代实际实 验( 如一些实验室没有条件添置的仪器设备的操作 、 现实中可能会危及 人体安全 的实验 、 实验时间持续 得很长 以致无法 开设 的实验 等)而且 , 在实际实验前 和实验后都发挥着积极的作用 :在 实际实验前利用虚拟 实 验 进 行 预 习 ,有 助 于 学 生 从 实 验 的 整 体 到 局部 建立 起 直 观 的感 性 认 识, 能有效地克服在实际实验中出现的盲 目操 作和实验 “ 走过场 ” 现象 , 缩 短 了实 际 实 验 的 时 间 。 虚拟实验的出现有助于培养学生的学习兴趣 , 拓宽学 生的知识 面, 有效地 支持理论学习。在 虚拟实验 中如果学生能把虚拟环境 与真实的 相 比较 、 在合作的基础上进行探究等 , 必将产生很大的教育价值 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
示 屏 ,能 够 满 足 温 度 和 湿 度 的 实 时 显
示 要 求
变化。加深学 生对相关知识 点的理解 。 ( 2 )硬件电路教学。单片机 的接 口
电 路 所 涉及 的 知 识 较 广 ,在 教 学 安 排 上 应 循 序渐 进 ,带 领 学 生 分 析 实 践 项 目需 求 ,确 定 设 计 方 案 。如 本 文 实 例 ,让 学
实际数控设备少的情况 的有效应 对措施 就是数控仿真系统在 中职数控教学 中的
有效运用。数 控仿真 系统在 中职数控教
学 中的运用越来越 占据主要地位 。
数 控仿 真系 统在 中职 数控教学中的必要性


( 1 ) 数控 仿 真 系 统 可 以弥 补 教学 中
图 3所示 。 示部分 采用 L M0 1 6 1 液 晶
图 4 程序 流 程 图
l 删避
路设 计、制版 与仿 真 [ M ] .北 京 :清 华 大 学 出版 社 ,2 0 1 1 .
[ 3 ] 张庆 芳 .P c o t e u 5软 件在 高 职单 片
机教 学 中 的 应 用 [ J ] .轻 工 科 技 ,
2 0 1 3 ,l 7 8( 9 ) :8 8 —8 9 .
( 2 ) 程 序设 计 。单 片 机 上 电后 先对 串 ¨ 、L C D进 行 初 始 化 ,接 着 通 过 c o n .
v er t

S H T( )对 S H T 1 1启 动温 度 和 湿
生 自主查 找温湿度传 感器 ,不 限制 器件
型号。将 学生方 案汇总 ,进行 比较 ,最 后引入本设计 方案 。要求 学生 自主完成 P r o t e u s 仿真图的绘制 。

教海探蹊
数 控 仿 真 系统 在 中职 数 控 教 学 中 的应 用
查 萍华
( 江 苏省吴 中中等专 业学校 ,江苏 苏州 2 1 5 1 2 7 )

要 :随着我国经济的发展和科学技 术的进 步,数控车床在加 工制作 业 中得 到广泛的应用,在 以培 养技术人 才的 中职数控
专业教 学中,数控 仿真系统成 为中职数控教 学 中必不可少的一项应用 系统 。本文论述 了数控仿 真系统在 中职数控教学中的必要性 ,
路图中双击单 片机 ,打开软件编辑窗 口,
在P r o g r a m F i l e一栏 中选 择 有 K e i l 编译 器生成 的 h e x 程序 文件 ,单击 O K按钮 , 程序下 载完毕 ,点击 运行 观察效 果 ,系
统运行效果如 图 1 所示。 4 . 教 学 组 织 在 单 片 机 实 践 教 学 中 ,所 涉 及 的 内 容 包 括 三 方 面 : 即单 片 机 系 统 资 源 、硬
并 探 讨 了其 在 中职 数控 教 学 中有 效运 用的 方 法 。 关 键 词 :数 控 仿 真 系统 ; 中职 数 控 教 学 ;应 用
中职数控专业 的教学 目标 主要 是培 养出一批 具有实 际操作 能力 ,理论 和实 践能有效结合 的操作 型的人才 。 U前针 对中职数控专业教学中出现 的学生众,锻 炼 了操
作能力 ,而且 激发 了他 们学 习单 片机 的 兴趣 ,有助于后续课程 的学习。 参考文献 :
[ 1 3 刘守义 . 单 片机应用 技术 [ H ] . 西安 :
西安 电子科技大学出版社 ,2 0 0 7 .
[ 2 ] 朱 清 慧 .P P O t e u s 教 程— — 电 子 线
算法的具体 实现 、程序 中语法错误 的检
查 和 逻辑 错 误 的 验 证 等 内容 ,在 软 件 教
图 3 上 位机 数 据 采 集
学安排 中考虑 到学生 的能力 ,提供 了包 含共性错误 的程序 ,由学 生 自行分 析改
正。
5 . 结 束 语 基于 P r o t e u s的虚 拟 实 验平 台应 用 于
单片机实 践教 学 中 ,可 降低 教学 成本 ,
减 少 系 统 的 开 发 周 期 。通 过 完 成 相 对 复 杂 的课 程 实 践 内 容 ,每 个 学 生 进 行 独 立
件接 口电路 、软件编 程 ,教学 时 ,充分 考虑课程 的特点将 课程 内容进行 合理 的 划分 。 ( 1 )单 片机 系统 资源教学 。单片机 系统资源教学是 围绕着寄存 器 和存 储器 展开 的。可 以通 过 执 行 K e i l 软 件 中的 D e b u g菜单 中的 R e g i s t e r 选项打开相应的 寄存器观察 窗 口,查看 寄存器 变化 ,执 行D e b u g菜单 下 的 I n t e r n a l Me m o r y选 项 打开存储 器观察 窗 口,查看存 储器 内容
( 3 ) 软 件 编 程 的 教 学 。软 件 编 程 教 学 ,主要 是 具 体 语 句 的 执 行 效 果 验 证 、
度转 化并读取实 际温度和 湿度 ,然后在
L C D上 显 示结 果 并 用 串 口 发 送 数 据 ,最
后经 虚拟 串 口软件将结 果 同步显示在 串
口调 试 助 手 上 。程 序 流 程 图 如 图 4所 示 。 ( 3 ) 系 统 调 试 。在 P r o t e u s硬 件 电
相关文档
最新文档