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单片机实验总结
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单片机实验心得体会
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单片机实验心得体会
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3秒自动关闭窗口《手把手教你学51单片机-C语言》之一--------如何学习单片机
第1章 如何学习
在错误的道路上日夜兼程，最终也无法成功，方法和思路绝对是第一重要的。一些学技术的同学，往往看到这类章节会直接跳过去，因为大多数类似章节都是废话连篇。但是，今天在这里我可以很负责任的告诉你，本章节讲到的学习单片机的方法，都是我们学习单片机的无数经验和教训总结出来的瑰宝。因为我们披荆斩棘，开辟了道路，所以可以告诉你路在何方；也因为我们摸过烧红的铁块，烫了手，所以也可以告诉你教训和代价是什么。希望各位都能站在我们的肩膀上，看得更远！
1.1 学什么单片机
单片机的型号那么多，如何选取一款合适的进行学习？如果身边有比较现成的学习单片机的条件，有什么条件就学习什么型号。比如，你所在的公司刚好用到某个型号单片机，那么就方便多了。开发板不用购买，直接用公司现成的板子，指导老师到处是，公司的工程师，只要你耐心虚心的不耻上问，相信他们都愿意帮你解答问题。或者你跟着学习的导师，正在使用某个型号的单片机开发产品，那么同样的道理，你也会有得天独厚的优势，直接跟着学就行了。单片机型号虽然众多，看起来纷繁复杂，其实它们的基本原理、基本用法都是相通的，只要熟练掌握其中一种，其它的都可以触类旁通，快速上手了。
如果你这些条件都没有，那就跟着我学吧，我建议你学习。为什么呢？虽然现在单片机种类和型号非常多，每个型号都有一定的市场份额，但是哪个型号也没有早期51单片机那般风光和火爆，虽然现在地位不是那么高了，但是因为51单片机积累的资料非常多，大家学起来就会拥有众多的参考资料，所以上手肯定比其他型号的要快一些。如果你学习稍微偏门的单片机，可能一个简单的软件问题就要折腾你好长时间，不仅仅浪费了你的学习时间，更重要的是打击了学习单片机的信心。
那么是不是每种单片机我们都要学一遍呢？答案当然是否定的。大家跟着我来学习51单片机，必须得跟着学会举一反三和融会贯通的能力。单片机型号那么多，挨个学下来估计头发白了也学不完，所以大家跟着我学51单片机，不能仅仅当做51来学习，更重要的是要当做“单片机”来学，要通过我们的这个教程，把所有的单片机的内部资源都搞清楚弄明白，每个内部模块的用法理解透彻，这样当你遇到一个从没有用过的单片机，也就知道如何下手去使用它进行开发了。
1.2 如何学习单片机
前边提到过，单片机是一门实用技术，我们学习它已经不是为了应付考试了，我给大家总结了单片机的学习方法是：一个要领，四个步骤。
学习单片机的要领就是：在实践中成长，In Doing We Learn!
学射箭，你得去拉弓，整天只摆造型肯定不行；学游泳，你得下水扑腾，整天在岸上做模仿活动不行；学开车，你得坐车上去开，坐沙发上肯定学不会。同样的道理，学单片机，整天盯着单片机书看肯定不行，你也必须得亲自动手去练。
没有不下水就学会游泳成为游泳健将的，没有不到车上练就能成为赛车手的，这点大家都清楚，可为什么那么多人学单片机的时候，总是只抱着一本书看呢。第一，我们小学中学甚至大学的学习模式都是如此，学什么东西主要都是靠看书，应付书面考试；第二，很多人想实践却不太清楚该怎么去实践。
遇到问题查下书比直接看书的效果要好过百倍。不是不让大家看书，而是看了一点以后，要马上去实践验证，然后再回头结合实践的结果，理解书上的内容。从这个地方，大家要得出一个结论来，就是在学实际技术的过程中，和应付考试不同，书上的内容不需要你去硬性记忆，书是用来查的，不是用来背的。
下面，就是我总结的跟着我学习单片机的四个步骤。
第一步：鹦鹉学舌。
刚出生的孩子叫“爸爸”“妈妈”的时候，他甚至不知道“爸爸”“妈妈”是什么意思，更不会理解这些声音是什么意思，但是我们带着孩子见到他爸爸就让他喊“爸爸”，见到妈妈就让他喊“妈妈”，见到爷爷就喊“爷爷”……慢慢的你会发现，次数多了，孩子就知道谁是爸爸，谁是妈妈，谁是爷爷，谁是奶奶了。
大家刚开始接触单片机的时候，也属于单片机行业的新生儿。单片机的样子，单片机外围的各种器件，单片机内部的各种结构，单片机使用的编程方法，初学者可能都没有见过，脑子里全无概念。没关系，有些概念和方法你不理解也没有关系，甚至不需要你去理解，你只需要跟着我去鹦鹉学舌式的学习，第一遍学习某一节课的内容时，对于程序，大家就可以完全跟着抄下来，甚至抄两三遍，过一段你会发现，好多东西你也认识了，好多概念你也慢慢的理解清楚了，你也能大概看懂别人的小程序了，切忌觉得自己看会了，而简单复制粘贴。
第二步：照葫芦画瓢。
很多同学学习的时候喜欢看，看我做的视频，看我写的程序，甚至看别人的程序，都能看懂，觉得自己就会了，等到自己写程序的时候，感觉就是老鼠啃天，不知道从哪里下手了，这是初学者很容易犯的“眼高手低”的毛病，所以第二步的内容就非常重要了。
我的要求是，每一位同学，在学完了当前课的内容，把第一步顺利完成以后，然后关掉视频教程，关掉源代码，自己通过看电路图和查找非源代码的其他任何资料，把当节课我写的程序代码重新默写出来，边写边多少理解那么一点点，不是纯粹的背诵，应该说是背诵加理解的结合体。甚至学过几节课以后，可以回头把前边曾经这样实现过的课程，再按照这种方法做一遍。千万不要认为这一步没必要，这一步是你能否真正学会单片机的一个关键，在学完本教程之前，每一课内容都要这样做，如果每一个程序你都能够完美的完成，那么可以说，当节课的内容，百分之七八十你已经掌握了。
第三步：他山之石，可以攻玉。
单片机技术的最大特点就是可以通过修改程序来实现不同的功能，因此举一反三的能力就必不可少了。每一节课的例程后边，我一般都会布置几个作业，大家尽量去独立完成这个作业。在完成这个作业的过程中，都可以参考我的程序思路，在这个基础上通过动脑思考去构建你自己的程序框架，最终将程序完成。
在我们工程师实际产品研发的时候，很多种情况下也是如此。比如一个产品，我们如果从零起步的话，可能会走很多弯路，遭遇很多前人已曾遭遇过的挫折，所以我们通常的做法是寻找购买几款同类产品，然后先研究他们的各自优缺点，学习他们的长处，然后在同类产品基础上再来设计我们自己的产品，这就是“他山之石，可以攻玉”。
初学者在学习的时候，往往遇到的问题很多，你应该想到，你遇到的问题，可能前辈们早就遇到过了，所以遇到问题后，不要慌张，首先利用谷歌或者百度这些搜索引擎在网上搜一下，要做什么新东西，先去网上找相关资料了解一下，不管是编程还是，多多参考别人的东西，只要把别人的东西分析明白了，自己用起来了，也就成为自己的知识了。
第四步：理论实践结合，温故知新。
当大家把所有的课程都按照前边三步完成后，这个时候不妨再把书打开，再看看书，经过了自己的实战经历，再看书的时候，对很多知识点会有一种恍然大悟的感觉。甚至视频教程、书籍都可以反复看几遍，可能有的知识点当时学习的时候不明白，过了一段时间，回过头来再学习的时候，一下就明白了。
1.3 的准备工作
第一：足够的信心、恒心和耐心。
有同学问过我，单片机这门技术难不难。我觉得这个问题得从两个方面去分析。
首先，我们从战略上藐视它。那么多同学跟着老师学一段时间就可以做出来小车，，甚至做出来机器人，似乎很拽的样子。那他们又不是三头六臂，我们也没有什么做不了的道理。实际上要说技术，其实就是一层窗户纸，表面看不透彻，感觉特别神秘，实际只要你稍微一努力就可以捅破它，夸张点说，单片机在逻辑上的关系，只有小学的水平，简单的很。正所谓会者不难，难者不会，大家不懂这个东西，看起来感觉很神秘。所以大家只要认真踏实坚持学下去，肯定能学好这么技术。
其次呢，我们从战术上要重视它。你说单片机这东西，如果十天八天就学会了，那么这个技术还能值钱吗？我可以这样去表达，如果一个技术很简单就被学会，那么很多人都会的这个技术，肯定也没什么前途和钱途。那究竟多久能学会呢？我给大家制定的学习方案，根据每个人的基础不同，平均每天要拿出2个小时以上的学习时间，大概一到三个月可以入门。入门的概念是给你一个单片机开发任务，你起码知道要努力的方向和解决问题的大概方法了。技术这东西，关键是坚持做下去，有恒心和耐心，如果长时间不用的话，肯定还会生疏。所以要想成为单片机高手，起码需要一年左右的单片机开发的历练才行。成为单片机高手的概念就是你自己可以从头根据自己的想法，去设计一个电路，根据需要的功能编写代码，做一个产品出来。
第二：教材和教程。
要学习单片机这门技术，良好的教材和教程必不可少。单片机方面，大家可以直接学习我们这本《手把手教你学单片机——51单片机C语言开发》，我们还精心制作了配套的《手把手教你学单片机》的视频教程。本着开源、共享的理念，我们的视频教程都是免费开放的，大家可以到我们的网站www.kingst.org找到下载链接。另外，因为我们做单片机开发使用的是C语言，所以最好能再有一本纯C语言的教材，学到一些C语言的细节问题的时候，可以方便大家查阅，或者你也可以直接把相关问题通过谷歌和百度搜索一下，绝大部分情况下它们都会给你满意的答案的。
第三：电脑一台、一块。
电脑，是学习单片机必不可少的工具，因为编写程序，查阅资料都得用到，但是有句题外话说一下，不要把电脑当成游戏机或者影碟机，偶尔玩玩游戏看看电影是可以的，劳逸结合，但是不可沉溺其中，否则还不如没有电脑。
单片机开发板，这也是必须的。如果你还在上学，学校实验室一般会有开发板，可以考虑跟老师借一个，或者使用师兄师姐们用完的，这样可以省点钱。当然，如果身边有高手，比如辅导老师，会单片机的师兄，在他们的指导下做一个也可以，身边有人指导的话，不懂的问题还可以问他们。如果这些条件都不具备，那么可以购买一个，先学习别人的板子设计思路，给自己以后设计电路板打下基础。在这里就顺便推荐一下我们的KST-51开发板，我不敢说我们的设计是最好的，但是我可以很负责任的说，我们的板子是出自经验丰富的一线工程师之手，其中的设计都是根据实际项目开发的思路进行的，包括整体规划、、器件布局等等，可以为你今后的项目开发提供一个优质的参考。另外一方面，因为我们的教程是基于我们的开发板做的，所以大家配套来用的话可以节省时间，提高学习效率。
当然，即使不购买我们的开发板，你想学单片机，也还是要有一块开发板的，不能总是用软件仿真，软件仿真是学不会单片机的。经常有同学过来问我，老师我用软件模拟的好用，做了硬件不好用是什么原因。在这里我提一下，如果你上课用这个软件仿真，糊弄老师应付考试是可以的，但是实际开发和仿真软件却差别很大，如果真心想学好单片机这门技术，那我只能告诉你，拿起烙铁焊电路，动手写程序，远离仿真软件，靠软件仿真永远学不到真正的技术。
1.4 单片机开发软件环境搭建
单片机开发，首要的两个软件一个是编程软件，一个是下载软件。编程软件我们用Keil uVision4的51版本，也叫做Keil C51，不做过多介绍，先直接讲如何安装。
1、首先准备Keil uVision4安装源文件，双击安装文件，弹出安装的欢迎界面，如图1-1所示。
图1-1 Keil安装欢迎界面
2、点击“Next”按钮，弹出“License Agreement”对话框，如图1-2所示。这里显示的是安装许可协议，需要在“I agree to all the terms of the preceding License Agreement”打勾。
图1-2 “License Agreement”对话框
3、点击“Next”按钮，弹出“Folder Selection”对话框，如图1-3所示。这里可以设置安装路径，默认安装路径在“C:Keil”文件夹下。点击“Browse...”按钮，可以修改安装路径，这里建议大默认的安装路径，如果你要修改，也必须使用英文路径，不要使用包含有中文字符的路径。
图1-3 “Folder Selection”对话框
4、点击“Next”按钮，弹出“Customer Information”对话框，如图1-4所示。大家输入用户名、公司名称以及E-mail地址即可。
图1-4 用户信息
5、单击“Next”，就会自动安装软件，如图1-5所示
图1-5 安装过程
6、安装完成后，弹出来安装完成对话框，如图1-6所示，并且出现几个选项，大家刚开始把这几个选项的对号全部去掉就可以了，先不用关注有什么作用。
图1-6 安装完成
7、最后，点击“Finish”，Keil编程软件开发环境就这么装好了。
1.5 Keil基本概况介绍
首先，我们用Keil先打开一个现成的工程，来认识一下Keil软件，如图1-7所示。
图1-7 工程文件
从图1-7我们可以很轻松的分辨出菜单栏、工具栏、工程管理区、程序代码区和信息输出窗口。这个是Keil4的英文版，网上有一些汉化版本的，但不建议使用。即使你的英语不好，使用英文版本的软件也一点问题没有，刚开始大家先跟着我去使用，一共没几个单词，不需要你去翻译，用几次你就记住怎么用了。因为以后做实际开发的时候，大多数软件都是英文版的，如果现在学习的时候一直用中文软件，将来一旦换了其它的英文软件就会慌了，所以从现在开始，我们就慢慢的来熟悉英文软件，将来再用到其他英文软件的时候，就可以做到触类旁通、驾轻就熟了。
Keil软件菜单栏和工具栏的具体细化功能，都可以很方便的从网上查到，不需要记忆，随用随查即可。在这里我们只介绍一点，关于Keil软件里边的字体大小和颜色设置。在菜单Edit--&Configuration--&Colors &Fonts里边，可以进行字体类型、颜色、大小的设置，如图1-8所示。
图1-8 字体设置（一）
因为我们用的是C语言编程，所以我们在Window栏中选择8051:Editor C Files，然后在右侧Element栏目里可以选择要修改的内容，一般我们平时用到的，只是其中几项而已，比如：Text——普通文本、Text Selection——选中的文本、Number——数字、/*Comment*/——多行注释、//Comment——单行注释、Keyword——C语言关键字、String——字符串，Keil本身都是有默认设置的，可以直接使用默认设置，但如果你觉得不合你的口味，那就在这里更改一下，改完后直接点OK看效果就可以了。
图1-9 字体设置（二）
1.6 答读者问
很多同学经常问我一些问题，有一些很有现实或普遍意义，于是我把有代表性的直接写出来给大家参考，让大家了解这门技术，了解我们这个行业。
1、单片机学完了能做什么？
单片机的应用非常广泛，电子、电气、自动化、通信等领域都有大量应用，至于能做什么，得看你将来做什么工作。如同电脑一样，电脑可以用来编程、PS图片、看电影、打游戏等等，你用电脑做什么是不一定的。但是掌握好这门技术，起码可以让你学会一种工具，为将来从事电子、电气、通信、自动化等领域的工作做好准备。
2、学单片机的捷径是什么？
做技术必须得脚踏实地，没有任何捷径可走！如果非要说有的话，那我只能告诉你，拳不离手曲不离口，就是最好的捷径。我学习单片机的时候，每天早上8点半进入老师实验室，晚上9点半离开实验室，曾经创下连续3个月没有休息日的记录，如果你也能这样学的话，那很快就可以学好这门技术了。
3、学习单片机应该学习什么语言，有没有必要再学习汇编
相比较来说，汇编语言比较接近单片机的底层，使用汇编语言有助于理解单片机内部结构。简单的程序，用汇编语言，程序效率也可能比较高，但是当程序容量达到几千上万行以后（这时也仅能算个不太小的项目，还远没到大项目的级别），汇编语言在组织结构、修改维护等方面就会成为你的噩梦了，此时C语言就有不可替代的优势了。所以实际开发过程中，目前至少90%以上的工程师都在用C语言做单片机开发，只有在很低端的应用中或者是特殊要求的场合，才会用汇编语言开发，所以我建议大家还是用C语言开发比较好一些。
如果现在正好上学学到了汇编语言，我建议认真学一下，学好了肯定有益无害。但是现在如果说想直接快速学会单片机技术，那我就不建议去看汇编语言了，直接学C语言就可以了，那些单片机底层的结构什么的，也可以在日后的开发过程中慢慢理解。
4、学会单片机后能找什么样的工作
单片机是一个工具，和电脑有点类似但不完全一样，我们学会电脑，可以用来编程、可以用来画图、可以用来PS照片、可以用来看电影等等。学会单片机，可以用来做通信技术、做自动控制技术等等，但是单片机本身来说仅仅是一个工具，你在用单片机的时候，慢慢接触多了，会有一个应用方向，你不仅仅要会单片机，也得对这个应用方向熟悉，比如我个人从事过扩频通信技术的算法研究，那么我就要对扩频通信熟悉，然后把这个技术用单片机实现出来，也得会用单片机。当然大家也不用担心，找工作的时候公司对这个方向问题要求也不会很高，但多懂点的话，肯定也会提高自己的竞争力。
5、学完了这个工资待遇如何
对于技术来说，技术水平高低直接决定你的工资薪酬。技术如果学的不好，那工作都找不到，更谈不上工资待遇了，而技术做的好的话，那工资就自然会很高。我们并不清高，我们坦言自己需要足以安身立命的薪资报酬，但是我希望的是，一旦你决定从事技术，就不要把过多的精力关注在能挣多少钱上，而应该放在如何提高自身的技术水平上，只要技术水平高，比很多人都厉害，钱自然就找上门了。有一部印度的励志电影叫做《三傻大闹宝莱坞》，我推荐做技术的都可以看看，里边有一句经典台词非常适合我们技术人员：追求卓越，成功就会在不经意间追上你！
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单片机虚拟实验室的建立
单片机虚拟实验室的建立
摘要 单片机应用技术所涉及到的实验实践环节比较多,而且硬件投入比较大。在具体的工程实践中,如果因为方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费。本文以学校单片机课程的实验教学为背景,较为全面地阐述采用仿真实验的方法。
关键词 proteus软件 单片机 仿真 虚拟实验室
　　单片机课程是机电、自动化等专业的一门重要课程,可以充分体现学生利用已学知识解决实际工程问题的能力。由于该学科是多基础、多理论的实践性
摘要 单片机应用技术所涉及到的实验实践环节比较多,而且硬件投入比较大。在具体的工程实践中,如果因为方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费。本文以学校单片机课程的实验教学为背景,较为全面地阐述采用仿真实验的方法。
关键词 proteus软件 单片机 仿真 虚拟实验室
　　单片机课程是机电、自动化等专业的一门重要课程,可以充分体现学生利用已学知识解决实际工程问题的能力。由于该学科是多基础、多理论的实践性学科,在教学过程中必须软件硬件结合,因此有学生感到难学,教师感到难教这样的尴尬。
　　现代科技的发展,促进了计算机技术在软件和硬件上的飞速发展,利用计算机软件的仿真技术,可以充分地仿真诸如电路的工作等实际的工程问题。作者无意中找到一款软件Proteus,解决了许多的问题,而单片机虚拟实验室也是以该软件为核心建立起来的。
1& Proteus介绍
　　Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU的工作情况,也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。因此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。对于这样的仿真实验,从某种意义上讲,是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。
(1)& proteus的工作过程
　　运行proteus的ISIS程序后,进入该仿真软件的主界面。在工作前,要设置view菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p(从库中选择元件命令)命令,在pick devices窗口中选择电路所需的元件,放置元件并调整其相对位置,元件参数设置,元器件间连线,编写程序;在source菜单的Define code generation tools菜单命令下,选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目;在source菜单的Add/remove source files命令下,加入单片机硬件电路的对应程序;通过debug菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。
(2)& Proteus软件所提供的元件资源
　　Proteus 软件所提供了30多个元件库,数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等,具体情况如表1所列。
表1& 主要元件库
(3)& Proteus软件所提供的仪表资源
　　对于一个仿真软件或实验室,测试的仪器仪表的数量、类型和质量,是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus软件包中,不存在同类仪表使用数量的问题,其提供的仪表如表2所列。
　　除了表2所列的测试仪表外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似但功能更多。图形显示功能如表3所列。
表2& 所提供的仪表
表3& 提供的图形显示模块
(4)& Proteus软件所提供的调试手段
　　Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号,如表4所列。
表4& 调试信号
　　对于单片机硬件电路和软件的调试,Proteus 提供了两种方法：一种是系统总体执行效果,一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。
　　对于总体执行效果的调试方法,只需要执行debug菜单下的execute菜单项或F12快捷键启动执行,用debug菜单下的pause animation菜单项或pause键暂停系统的运行;或用debug菜单下的stop animation 菜单项或shift-break组合键停止系统的运行。其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。
　　对于软件的分步调试,应先执行debug菜单下的start/restart debugging 菜单项命令,此时可以选择step over 、step into 和 step out命令执行程序(可以用快捷键F10、F11和ctrl+F11),执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了start / restart debuging命令后,在debug菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等,可供调试时分析和查看。
2& 实验的组织
　　在单片机的理论教学和实验中,所涉及到的内容包括了四方面,即单片机系统资源、软件技术、硬件接口电路、软件和硬件结合的应用系统。因此教师在进行教学时,应该充分考虑课程的特点并作合理的模块划分,在每次实验课程前作适当的准备工作,以使教学任务能集中和突出。以下例子中所涉及到的单片机均为51系列。
(1)& 系统资源的实验教学
　　任何一种单片机均提供了一定的系统资源。对于51系列单片机来讲,其所提供的资源是以寄存器和存储器的方式体现出来的。对于寄存器内容的查看,可以采用多种可以模拟仿真51单片机的软件来实现。对于Proteus 软件来讲,可以执行在debug菜单下registers菜单项命令打开相应的窗口。对于系统内部存储器的查看,同样是执行debug 菜单下的 internal memory 菜单项命令打开相应的窗口。
(2)& 软件技术
　　在软件技术的实验中所涉及到的内容主要包括对语言中具体语句的执行效果验证、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。对于纯软件的实验教学内容,教师在实验设置时应充分考虑到学生的能力并作好具体的准备工作,以达到预期的教学目的。
　　例如,对于两个16位二进制数的乘法运算R4R5×R6R7=R3R4R5R6R7的汇编语言实现。为了较为直观地验证程序执行的正确性,教师在之前应该设计一个硬件电路,能完成数据的输入(带显示)和结果的输出(显示),并设计主程序、bcd码到二进制的转换、二进制码到bcd码的转换、bcd码到显示码的转换、显示等程序的设计,学生只在实验中进行乘法运算的算法设计并作为子程序加入系统中即可。
(3)& 硬件接口电路
　　单片机的接口电路所涉及到的知识涵盖了电子电路设计的相关领域,也涉及到单片机应用系统具体的工作需要。接口电路部分涉及到线路的连接、元器件的选择、工作方式的设置、电路工作的稳定性和可靠性、电路的空间需求等等许多方面的知识和内容;但就学生实验来讲,所涉及到的并不需要这么全面。作为Proteus 仿真软件,其仿真电路时所模拟的元件真实工作情况,和单片机应用系统的实际工作环境还是有一定的差别。因此只能根据教学的需要,让学生自行设计电路并设置其工作方式。其实验可以通过两种方式组织实施,一是根据具体的要求,让学生设计接口电路并编写相应的程序;一是根据程序的要求,设计单片机接口电路。
　　例如,对于键盘输入和显示(数码管)接口电路的设计,可以采用比较多的方法来实现。选择何种方法,与键盘中键的数量和数码管的个数以及显示的方式等都有关系。选择一种采用几种方法都能实现的键盘键数(如12个)和显示位数(如4位或4位半),提出具体的诸如必须预留的口地址、成本控制等要求,让学生自行设计接口电路。当然,对于如A/D转换等接口电路的设计,教师应该在事先设计出单片机电路的其它部分,并以模块的方式进行处理,给学生提供电路的接口信号。
(4)& 软件和硬件结合的应用系统
　　软件和硬件的结合,就是一个单片机的应用系统了。这一步的实验可以在课程设计中以课题的方式提出来处理,也可以将其分解成不同的接口部分在接口电路的多次实验中分次完成。在这一阶段,硬件电路的设计已经不是最为关键的了,而软件系统的设计、调试和运行才是实验的主要内容。因此可以以建议性的意见给出具体的硬件电路,并提出该电路所需要完成的具体工作,由学生进行软件的设计和调试。
(5)& 观摩实验
　　学生自行设计的硬件系统和软件,一般存在着某方面的不足,当给出了相应的实验设计任务后,学生就算能顺利的完成,但其中所涉及到的有些方式方法并不能在自己的设计中充分领悟。Protues系统提供了相应的一些范例,比如单片机系统中的计算器示例,当教师讲述了其中涉及到的所有(子)程序的功能并将其合理地组织在一起的时候,结合该系统的硬件,将对学生进行程序的设计和系统硬件的设计方法,产生比较大的影响。
3& 用Proteus软件虚拟单片机实验的优点
　　采用Proteus 仿真软件进行虚拟单片机实验,具有比较明显的优势,如涉及到的实验实习内容全面、硬件投入少、学生可自行实验、实验过程中损耗小、与工程实践最为接近等。当然其存在的缺点也是有的。
(1)& 内容全面
　　内容全面包括其能实验的内容包括软件部分的汇编、C51等语言的调试过程,也包括硬件接口电路中的大部分类型。对同一类功能的接口电路,可以采用不同的硬件来搭建完成,因此采用Protues仿真软件进行实验教学,克服了用单片机实验教学板教学中硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性,可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。
(2)& 硬件投入少,经济优势明显
　　对于传统的采用单片机实验教学板的教学实验,由于硬件电路的固定,也就将单片机的CPU和具体的接口电路固定了下来。在单片机的实际教学中,如果要涉及到51系列,也要涉及到PIC16系列,那么为了教学必然要投入两种单片机的实验教学板;同时在教学过程中所涉及到的接口电路,也需要有较大的投入和储备,以利于实验的进行和在实验过程中元件损毁后的更换。Protues所提供的元件库中,大部分可以直接用于接口电路的搭建,同时该软件所提供的仪表,不管在质量还是数量上,都是可靠和经济的。如果在实验教学中投入这样的真实的仪器仪表,仅仪表的维护来讲,其工作量也是比较大的。因此采用软件的方式进行教学,其经济优势是比较明显的。
(3)& 学生可自行实验,锻炼解决实际工程问题的能力
　　实验能力和实验设计能力的培养,是工科学生解决实际工程问题能力中较为重要的。传统的实验教学中,忽视了学生实验能力的培养,对于实验设计能力的培养,则很少涉及到。因此学生学习了理论,要想将其应用到实际的工程实践中,其难度是比较大的。还有,学生毕业后想对单片机控制技术或智能仪表等有较深的研究和学习,如果采用传统的实验教学方法,则学生需要购置的设备比较多,增加了他们学习和研究的投入。采用仿真软件后,学习的投入变得比较的小,而实际工程问题的研究,也可以先在软件环境中模拟通过,再进行硬件的投入,这样处理,不仅省时省力,也可以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。
(4)& 实验过程中损耗小,基本没有元器件的损耗问题
　　在传统的实验教学过程中,都涉及到因操作不当而造成的元器件和仪器仪表的损毁,也涉及到仪器仪表等工作时所造成的能源消耗。采用Protues仿真软件进行的实验教学,则不存在上述的问题,其在实验的过程中是比较安全的。
(5)& 与工程实践最为接近,可以了解实际问题的解决过程
　　在进行课程设计或进行大实验的时候,可以具体的在Protues中做一个工程项目,并将其最后移植到一个具体的硬件电路中,让学生了解将仿真软件和具体的工程实践如何结合起来,利于学生对工程实践过程的了解和学习。
(6)& 大量的范例,可供学生参考处理
　　在系统的设计时,存在对已有资源的借鉴和引用处理,而该仿真系统所提供的较多的比较完善的系统设计方法和设计范例,可供学生参考和借鉴。同时也可以在原设计上进行修改处理。
(7)& 协作能力的培养和锻炼
　　一个比较大的工程设计项目,是由一个开发小组协作完成的。了解和把握别人的设计意图和思维模式,是团结协作的基础。在Proteus中进行仿真实验时,所涉及到的内容并不全是学生独立设计完成的,因此对于锻炼学生的团结协作意识,是有好处的。
4& 一个具体的课程实践
　　该实验为对8051单片机外围电路进行写数据仿真的电路。课程要求学生设计电路并提供仿真和验证的方法。
　　为了简化电路,将单片机的时钟电路直接用CLOCK信号处理;对于数据的写入,采用逻辑分析的方法进行,电路如图1所示。
(2)& 验证方法
　　逻辑仿真验证程序执行的正确性和电路工作的情况,可通过时序图的方式进行验证,如图2所示。
　　对1234H单元写入数据AAH,循环进行。
　　　　ORG 0　　loop1: MOV DPTR,#1234H　　　　MOV A,#0AAH　　　　MOVX @DPTR,A 　　　　MOVX A,@DPTR　　　　JMP LOOP1　　　　END
　　Proteus 不仅可以作为学校单片机(电子等)实验的模拟仿真,也可以作为个人工作室的仿真实验。作为电子技术或控制类相关专业的学生和工程技术人员,在学习了该软件后,可以充分地利用它所提供的资源,帮助自己提高工程应用能力。
　　在教学中利用该软件,除了能教单片机的具体课程内容外,还可以教会学生应用该工具的能力,为今后的工作打下基础。
　　注：Porteus软件5.2版本可以在www.laogu.com网站下载。
1& proteus 6.0中ISIS帮助2 &李华. MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京：北京航空航天大学出版社,1993
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