李红波，张晓娟，孔令云，李 盛

（西京学院理学院，陕西 西安710123）

I/O 端口是单片机最为常用的简单外设[1]，学好教好I/O 端口内容具有重要意义。因为对初学单片机的学生来说，I/O 端口内容是单片机课程的入门首选，更是通向微控制领域的必经之路。另外，单片机的高度封装和集成，其不透明性给学生理解带来了障碍，同时在单片机课程讲述中，往往是通过框图的形式体现内部电路组成和结构原理[2]，学生难以明白I/O 端口编程控制原理和电路信号细节，对深入理解I/O 端口工作原理、理清程序和电路关系、探究程序控制逻辑电平的实质和正确使用外设部件造成了阻碍。

Proteus 软件具有“单片机仿真软件”和“虚拟实验室”的美称[3-4]，它提供有丰富的电子元器件和调试仪器，可以通过搭建单片机仿真电路，并借助丰富的工具，探究单片机运行原理和信号跟踪，是目前单片机课程教学中常用的软件之一。众多高校通过Proteus虚拟教学改革或虚实结合的Proteus 教学实践[4]探索创新，取得了积极的效果[5]。为了使得学生深入认知I/O端口工作原理，探究I/O 口输出电平的实质，文中设计了片外I/O 端口电路及程序，跟踪程序运行，仿真和观测电路细节，揭开信号控制的秘密，详细明确了程序执行过程与电平的转变过程，为理解芯片的可编程方法提供了设计思路，为理解单片机的I/O 端口软件控制奠定了基础，提升了教学效果。

1 I/O 端口电路设计

I/O 端口是由总线接口逻辑、端口锁存器和端口驱动电路组成的，如图1 所示。……