魏伟　任艳　赵育霆

课题来源：2018年辽宁省教育改革项目-优质教学资源建设与共享项目《<单片机原理与应用>跨校修读课程教学模式研究与实践》，项目编号48;2018年辽宁省教育改革项目-一般项目《虚拟仿真技术在电子类课程教学中的应用与实践》，项目编号882。

摘要：跨校修读作为一种“互联网+教育”的新型教学模式，能够加强区域各高校间的资源互补，促进教育质量提升。由于近期疫情的原因，各高校普遍采用网络授课的模式，对实践教学产生较大影响。因此，本文介绍了虚拟仿真技术的优势，将Proteus仿真软件融入到《单片机原理与应用》跨校修读课程的在线理论与实践教学环节中，有效提高教学质量。

关键词：跨校修读;单片机;虚拟仿真;Proteus

中图分类号：TP368.1-4;G434文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0118-01

Abstract：As a new teaching mode of "Internet + education"， inter-school study can strengthen the resource complementation among regional colleges and universities and promote the improvement of education quality. Due to the recent epidemic， online teaching has been widely adopted in colleges and universities， which has a great impact on practical teaching. Therefore， this paper introduces the advantages of virtual simulation technology and integrates the Proteus simulation software into the online theoretical and practical teaching of the cross-school courses of "Principles and Applications of Single Chip Microcomputer" to effectively improve the teaching quality.

Key words：inter-school study;Single chip microcomputer;Virtual simulation;Proteus

引言：跨校选课，是近几年对于教学改革模式的深入研究与探讨，可以有效整合区域内优质的教育教学资源，满足高校学生多样化学习和发展的需要，让更多的学生能够享受到更优质的教育资源和教学服务。由课程主讲教师与选用课程学校的任课教师组建教学团队，探索数字化教学资源共享框架下的智慧学习，基于传统教学课堂探索合理开展在线教学[1]。

随着虚拟现实与仿真技术的不断成熟，其在教学应用过程的作用备受关注[2]。尤其是电子信息类专业，课程庞杂，各科所需理论知识关联性、衔接性、实践性较强，再加上科学技术发展日新月异，实验设备推陈出新，周期较短，高校的实验室建设往往更新换代不够及时，影响教学质量。

《单片机原理与应用》是一门实践性较强的专业课程，涉及到的实验设计环节相对较多，并且尤为重要。本文结合Keil C51和Proteus软件，提出将虚拟仿真技术的教学方法应用于跨校修读课程的在线教学——以电子打铃器的设计为例，推动跨校选课线上线下“混合式”教学模式改革，激发学生学习的积极性、主动性，从而不断提升教学水平和人才培养质量。

1Proteus简介

Proteus是著名的EDA软件，其最大特点是对单片机及其外围器件进行仿真，包括LCD液晶屏，数码管，矩阵键盘等。其功能还包括原理图的绘制，代码调试，外围电路协同仿真等，可以一键切换PCB，真正实现了从概念到产品的完整设计，是世界上唯一将电路仿真软件，PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三者合一的设计平台。

2Proteus在单片机仿真中的应用实例

对于刚接触单片机课程的学生来说，由于缺乏相关实践经验，不能很好地将理论与实验设计相融合，实验比较枯燥，难以理解。利用Proteus仿真软件，可以由教师实时对单片机进行仿真演示。学生方便灵活地利用仿真软件来设计单片机系统，对电路设计的合理性进行理论验证，节省制板过程，高效修改电路的设计，同时不会产生元器件的损耗[3]。本文通过电子打铃器的实例对Proteus的仿真效果进行介绍。

2.1电子打铃器程序设计。本实例设计通过LCD1602液晶显示当前的时间和选择的模式，通过六个按键调节当前的时间和定时打铃的时间，当达到设定值时单片机会控制蜂鸣器发出响铃声音。通过Keil软件对单片机的源程序进行编辑，并编译生成.Hex文件。

2.2电子打铃器硬件系统设计。当编译完成后，在Proteus中绘制硬件电路图，首先运行Proteus软件，新建一个文件，并在右上角的窗口中选择所需的元器件，电子打铃器是以AT89C51单片机为主控芯片，通过LCD1602液晶屏显示当前数据信息，通过按键对数据信息进行修改，将时间数据存储到DS1302时钟芯片中，实现掉电走时功能。将编译好的源程序加载到Proteus软件的虚拟单片机中，设置参数后运行。

2.3实验结果。在program file中添加编译好的.hex文件，并在Clock Frequency中设置晶振频率为11.0592MHz，单机OK即可。回到Proteus界面后再单击运行按钮，可以看到以下仿真结果：

可以看到，每个管脚旁都有一个显示框，红色代表该管脚输出为高电平，蓝色方框代表该管脚输出为低电平，直观显示出单片机引脚的输出状态，方便后续对单片机的运行情况进行分析，并且可以在液晶屏上显示当前的运行结果。在其界面上显示有当前的日期和时间以及星期等信息，在屏幕的右下方有模式设置，在实际硬件制作中只需按此电路设计连接即可。

3结语

随着信息技术的发展，建立网络平台，使教育教学管理日渐程序化、规范化是大势所趋[4]，跨校修读也正是基于此而不断日益发展与完善。通过跨校修读也加强了区域内院校的合作与互通，促进各学校资源的有效共享。本文将Proteus仿真软件应用于《单片机原理与应用》的跨校修读课程中，完成单片机系统的硬件及软件设计、源代码调试与仿真，为在线课程中单片机电路设计提供方便、快捷的新思路，能有效解决理论课程与实践环节相脱离的问题，提高在线授课的效率。

参考文献：

[1]丛俏.基于高校教育资源共享的跨校修读研究[J].淮阴师范学院學报（自然科学版），2020，19（02）：167-169+177.

[2]朱文博，陈龙，崔怡，戚丽杰.基于虚拟现实技术的机械制图教学[J].教育教学论坛，2014（09）：57-58.

[3]高志远.虚拟仿真技术在单片机原理及其应用教学中的应用分析[J].中国教育技术装备，2019（12）：31-33.

[4]谭冬平.高职跨校选修网络平台学分互认体制的建设研究[J].课程教育研究，2016（11）：42-43.

作者简介：魏伟（1986-），男，汉族，辽宁沈阳人，讲师，研究方向：教学模式研究。