#ProteLIS和Keil聯(lián)合仿真在單片機教改實踐中的應(yīng)用

#/5ProteLIS和Keil聯(lián)合仿真在單片機教改實踐中地應(yīng)用【摘要】通過應(yīng)用實例介紹,論述在項目教案法地單片機教改實踐中引入proteus和keil聯(lián)合仿真技術(shù)地可實行性,并分析仿真教案地效果.【關(guān)鍵詞】單片機教案仿真技術(shù)proteuskeil隨著社會地進步和科技地發(fā)展,依靠傳統(tǒng)地教案方法已不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教育對職業(yè)能力培養(yǎng)地要求.因此,近20年來,許多國家根據(jù)各自地情況和不同地要求,創(chuàng)造并系統(tǒng)開發(fā)了一些適應(yīng)社會、技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展要求地新地職業(yè)教育教案法或教案模式,特別是德國以培養(yǎng)關(guān)鍵能力為核心地行為引導(dǎo)型教案模式,使職業(yè)教育引入一種新地概念.這種新地教案模式,對職業(yè)教育地發(fā)展產(chǎn)生了極為深刻而廣泛地影響.項目教案法是行為引導(dǎo)型教案方法中地一種,是師生通過共同實行一個完整地項目工作而進行地教案活動.學(xué)生通過項目地完成,不但可以學(xué)習(xí)知識,提高工作中與其他同學(xué)協(xié)調(diào)、合作地能力,還可以充分發(fā)掘自身創(chuàng)造潛能,促使自己在動手能力等方面不斷提高項目教案法在整個教案過程中既發(fā)揮了教師地主導(dǎo)作用又體現(xiàn)了學(xué)生地主體作用.充分地展示了現(xiàn)代技工教育“以能力為本”地價值取向.然而,項目教案法仍存在一些不足地地方,需要不斷改善,本文擬以廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,對于在項目教案法地單片機教改實踐中引入proteus和keil聯(lián)合仿真技術(shù)地實踐進行探討.一、單片機教改現(xiàn)狀廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院在開展以工作過程為導(dǎo)向地單片機教改工作以來,課堂教案地質(zhì)量和效益得到了大幅度地提高.但是在教改實踐過程中,也出現(xiàn)了以下問題：首先,在理論教案中有許多理論知識難以用語言表達清楚,如果采用課堂演示則需要用到計算機、仿真器、電源和實驗電路板等設(shè)備,這櫸不但準備過程非常煩瑣,而且耗費大量教案時間,會影響課堂教案進度.其次,目前地實驗教案只是利用現(xiàn)有地實驗箱做一些驗證性實驗,僅憑這些要達到掌握對單片機地靈活應(yīng)用是遠遠不夠地.何況,單片機實驗室建設(shè)和維護地成本較高,添置設(shè)備經(jīng)費不足,保證正常教案質(zhì)量已存在一定地難度,更難以保證教改地教案要求.因此,只有通過采取合理地教案方法及手段才能真正滿足單片機教改實踐地需要.隨著計算機軟件仿真技術(shù)地發(fā)展,可以把proteus和keil軟件引入到單片機教改中.該軟件功能強大,只需在計算機上就可以仿真,實現(xiàn)可視化教案,能很好地解決上述教案中存在地問題,大大提高教案質(zhì)量.二、proteus和keil軟件在以工作過程為導(dǎo)向地教改中地應(yīng)用proteus是英國labcenter公司開發(fā)地電路分析與實物仿真eda軟件.它運行于windows操作系統(tǒng)上,可以對單片機進行實物級地仿真，仿真分析各種模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)模混合電路.kefl軟件支持眾多不同公司地mcs51芯片，集編輯、編譯和程序仿真于一體，同時還支持匯編和c語言地程序設(shè)計，并且通過設(shè)置可與proteus聯(lián)機調(diào)試.proteus和keil對單片機地仿真具有強大地功能,將其引入單片機教改實踐中,勢在必行在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,單片機控制地溫度檢測系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛,如消防電氣地非破壞性溫度檢測,電力、電訊設(shè)備之過熱故障預(yù)知檢測,空調(diào)系統(tǒng)地溫度檢測,醫(yī)療與健診地溫度測試.化工、機械等設(shè)備地溫度過熱檢測,等等.因此,單片機控制地數(shù)字溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計是單片機教改實踐中地一個重要項目.該項目以at89c51單片機為控制器，以dsl8820為數(shù)字溫度檢測‘元件，采用lcdl602液晶模塊顯示溫度狀態(tài)，利用proteus和kefl軟件建立仿真模型并進行仿真實驗.（一〉proteus硬件電路設(shè)計首先運行proteus軟件，點擊啟動界面中地“p”按鍵（pickdevices，拾取元器件〉,打開“pickdevices”對話框，從元件庫中拾取所需地元器件,點擊“ok”按鈕來完成元器件地添加（此項目中所用主要元器件如表1所示〉.接著在proteus中完成各元器件地連線.連接元器件有兩種方法：一種是直接畫連接線，一種是用網(wǎng)絡(luò)標號.當線路不是十分復(fù)雜時，采用直接畫連接線地方法比較直觀；當電路中連線十分復(fù)雜時，采用網(wǎng)絡(luò)標號地方法，可以使連接電路簡潔.本項目采用直接連線，繪制好地電路如圖1所示.（二〉軟件設(shè)計系統(tǒng)在keilu—vision3集成開發(fā)環(huán)境編寫c51程序進行軟件開發(fā)，采用模塊化編程方式.在硬件設(shè)計地基礎(chǔ)上，根據(jù)dsl8820和lm016l地工作原理，軟件設(shè)計主要完成以下任務(wù)：初始化dsl8820，讀/寫dsl8820,讀取dsl8820轉(zhuǎn)換后地溫度值并轉(zhuǎn)換,初始化lm016l,lm016l顯示溫度值,按鍵設(shè)置溫度上下限,高低溫限聲光報警等.以上各個子任務(wù)分別用相應(yīng)地子程序來實現(xiàn),在主程序中有序地調(diào)用各個子程序模塊,程序主流程圖如圖2所示.（三＞系統(tǒng)仿真在keiluvi-sion3中,采用c51編寫源程序,在新建項目中選擇at89c51單片機作為cpu,再將編寫好地c語言源程序加載到新建項目中.在“project”下拉菜單中，選擇“optionsfortarget”對話框，在對話框中選中“out-put”選項卡地“ere—atehexfile”選項，最后點擊“itebuildailtargetfiles”，編譯成功后生成“*.hex”文件.在proteusi—sis7.5中，雙擊at89c51,將可執(zhí)行程序裝載到單片機中，如圖3所示.程序?qū)雙roteus后，點擊仿真運行控制按鈕后，進入仿真調(diào)試狀態(tài)，點擊play鍵，進行軟、硬件交互仿真?在proteus仿真狀態(tài)下,調(diào)節(jié)dsl8820模塊地上下標改變溫度地輸入值（一55.0—+125.0°C〉，lm016l地輸出溫度值實時跟隨變化.例如,dsl8820檢測到地當前溫度是29.0C.則經(jīng)過單片機處理后，lm016l顯示出當前地溫度值29.0C.并且顯示當前測出地溫度值小于設(shè)定地最低溫限值，報警指示指示燈閃亮，蜂鳴器嗚叫報警，仿真顯示結(jié)果如圖4所示.仿真結(jié)果表明，該溫度顯示器能準確地測量并顯示溫度，測量精度到0.1C,通過k1實現(xiàn)即時溫度報值,k2、k3鍵控制溫度上下限設(shè)置,并能實現(xiàn)超限報警,仿真效果與系統(tǒng)預(yù)期實現(xiàn)地一致.由上可見,利用功能強大地proteus軟件提供地元件庫設(shè)計硬件電路及軟硬件仿真,可實現(xiàn)液晶溫度顯示器地仿真設(shè)計.該溫度測控器電路結(jié)構(gòu)簡潔,可靠性高,成本低.通過proteus地前期仿真提高了設(shè)計效率,縮短了開發(fā)周期,降低了設(shè)計成本,保證了設(shè)計地合理性和可靠性.三、仿真教案效果分析傳統(tǒng)地單片機教案采用“理論＋實驗”模式,理論教案以單片機地結(jié)構(gòu)為主線展開,實驗以驗證單片機理論教案內(nèi)容為目地而安排,一般情況下,先做單片機硬件結(jié)構(gòu)地認識實驗,然后是指令和軟件編程地驗證實驗,最后是一個應(yīng)用實例地驗證實驗.按照這種教案結(jié)構(gòu),學(xué)生普遍覺得難學(xué),且缺乏學(xué)習(xí)熱情,對于高職院校地學(xué)生來說更是如此.而在采用項目教案法地單片機教改實踐中,通過引入各個應(yīng)用性較強地實踐項目,結(jié)合pr