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摘要：单片机课程是一门实践性很强的课程。分析了目前单片机实验教学存在的问题，提出单片机实验教学的改革措施，引入了Proteus和Keil辅助单片机实验教学，从而提高了实验教学水平和教学质量，增加了学生的学习兴趣、创新能力和综合素质。
关键词：单片机；实验教学；现状；改革；Proteus
作者简介：黄云峰（1971-），男，浙江绍兴人，上海电力学院电力与自动化工程学院，讲师；程启明（1965-），男，江苏盐城人，上海电力学院电力与自动化工程学院，教授。（上海 200090）
基金项目：本文系2010年上海市教委重点课程资助项目（项目文件编号：沪教委高（2010）35号）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）19-0124-02
“单片机原理与应用”课程是电气、自动化、电子技术、信息工程、机械等专业的主干专业基础课程，它的教学任务是让学生掌握单片机内部的整体工作原理，掌握单片机的硬件结构、软件系统及其应用技术。它也是一门实践性很强的课程。学生只有通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程，才能加深对所学理论知识的理解，提高实际动手操作能力和分析、解决问题的能力，并且可以开拓学生思维，培养应用及创新能力。为了更好地服务教学，我们对传统的实验教学进行了改革，探索了新的实验课模式，采用多种途径进行单片机实验教学的改革。[1-6]
一、目前单片机实验教学存在的问题
目前在实验教学中主要存在以下几方面问题。
1.学生思想上重理论轻实践
传统的实验教学是作为课堂教学的辅助教学形式，实验环节占课程的学时数及成绩的比重很少，师生都对实验教学的重视程度不够，造成学生操作能力不强。因此，应使学生从思想上提高对实验教学的认识。
2.实验教学内容设置不合理
目前单片机实验有“三多三少”现象，即验证性、认识性的实验多，设计性、综合性、启发性的实验少；经典型实验多，现代型实验少；操作能力培养的实验多，综合能力培养的实验少。这样不利于发挥学生学习的主动性和积极性，也不利于培养学生动手能力和创新能力。
3.实验指导书过于详细
实验课一直以教师为中心，学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验，实验程序大多由指导书或教师提供给学生，这不利于学生学习的主动性、积极性的发挥，也不利于学生动手能力和创新能力的提高。
4.实验设备高度集成化
目前单片机实验设备大多为高度集成的实验箱，实验箱的内部硬件资源和结构固定而有限，学生只能依据实验指导书上的项目做一些验证性实验，而且学生每次實验只用到实验箱上很少的模块，其他的辅助电路以及扩展等电路已经分配好，学生做实验时只需连接几根导线，然后输入相关程序，最后等待观看实验结果。此外，由于无法便捷地更改优化实验箱硬件结构，故而无法进行综合性、设计性实验等拓展性项目，限制了学生的创新能力、动手能力和综合分析能力。因此，实验箱不能很好地提高学生的动手能力和解决问题能力。
5.学生实验动手机会少
单片机实验室建立成本高，实验设备不足且落后，很少学校能达到学生人手一套实验装置；由于存在着场地和时间等问题，学生除了上实验课外平时难得有机会实践；个人配备单片机实验开发系统因成本较高很多学生无法承受；在实验箱成品上学生难以参与到细节设计中去，学生动手能力很难得到训练与提高。
6.实验辅导工作量大
随着大学的扩招，各本科院校纷纷扩大实验室的规模。而由于学校的编制等原因，教师人数并没有相应地增加。因此造成学生人数和辅导教师比例失调，一个指导教师往往要同时指导几十个学生做实验，再加上单片机实验属于软、硬件结合实验，实验设备较多，实验内容复杂，一个教师往往不能满足辅导需求，实验效果得不到保证。
7.实验设备维护不到位
单片机实验仪器设备种类多，维修工作量较大，对实验室工作人员的素质要求较高。单片机实验一般需要单片机原理与应用实验箱、计算机、示波器、万用表以及其他一些辅助设备。只要上述设备中有一部分出现问题，整套设备就处于瘫痪状态，给实验教学造成较大的影响。
8.实验指导书内容陈旧且过于详细
单片机技术的发展非常迅速，而实验指导书不变，不能与时俱进，不利于学生的发展。实验指导书过于详细，学生过分依赖教师，缺乏对学生独立分析问题、解决问题能力的培养。
由此导致学生不能把理论与实践相结合，学生学完这门课之后只懂得一些基本理论，在做课程、毕业或实际的设计时不能进行系统设计和芯片选择，更不能提供出完整的系统设计方案。因此，需要探索新的实验模式，改进单片机实验教学。
二、单片机实验教学的改革措施
针对当前实验教学中存在的问题，按照单片机的教学要求，我们对单片机实验进行了一些改革。
1.更换实验教学设备
淘汰了原有旧的实验设备，新购置了40套启东计算机厂的DVCC5286JH+实验系统及相应配套扩展模块，同时配置了40 台微机。实验室更新后，单片机教学的软、硬件实验几乎能全部实现，还可以进行仿真开发，使实验室的硬件条件得到了改善。
2.更新实验指导书
针对新的实验设备，利用其硬件资源，开发出合理的实验项目，重新编写了新的实验指导书。该书系统地介绍了新实验装置的使用方法及其仿真软件，由浅入深地编排了涉及单片机教学的几乎所有环节实验，并将实验教学内容分为软件、硬件接口和综合性三个部分，其中前两部分以验证性实验为主，最后一部分为综合性、设计性实验。另外，每个实验都附有思考题和实验程序流程框图。
3.开设综合设计性实验
按照从理论–验证性实验–设计性实验–综合设计性实验的教学思路，合理安排实验项目，适当减少纯软件编程实验和基础性实验，增加综合性、设计性实验的比例，这有利于发挥学生的学习自主性和创造性。
4.因材施教
学生在理论学习的接受能力以及动手能力都存在差异，教师要根据不同层次的学生，设计出难易有梯度的不同实验要求，这样既不挫伤一般能力学生的积极性，也鼓励了较强能力学生的学习热情，做到因材施教、追求实效。
5.开放实验室
开放实验室可以采用教师管理为主，研究生或高年级本科生管理为辅的办法来管理。开放实验室可创造一种宽松的环境，方便学生自由地开展实验，有利于充分发挥学生的主动性、创造性，同时也可以提高实验室的利用率。对于验证性实验，还是采用传统的统一班级、统一时间做实验的管理方法；对于设计性、综合性实验，学生可能在规定时间内无法完成，他们可根据自己的需要向实验室管理人员预约时间。
6.建立网上虚拟实验室和教学网站
采用多媒体技术，将实验的原理、步骤、设备和仪器、所用到的芯片原理和外形等制作成多媒体虚拟实验软件。学生可在实验室、机房、宿舍等地通过网络启用该软件来完成实验，该软件能形象逼真地将相关的实验内容通过动静结合的画面和智能性启发诱导，展现在学生面前，使学生身临其境，直接去感受、体验，为教学提供高效、交互、实时的操作环境和良好的服务。这种网络实验方式可解决学生多、设备少、时间紧的矛盾，并充分利用现有教学资源，实现资源共享，减少了投入，提高了教学效果。另外，还可开发单片机实验系统网站，在网站上可进行实验相关资料的查询和下载，也可提出问题并接受教师的网上指导，从而增强师生之间的交流，提高了实验效率。
7.激发学生学习单片机的积极性
通过开展以单片机课程设计、电子设计竞赛、机器人大赛、智能车大赛以及建立单片机兴趣小组、电子设计协会等多种形式的单片机实践活动，鼓励学生积极参与其中，开展课外创新设计与竞赛，激发学生学习积极性，这既可提高学生的综合能力及学习兴趣又可提升学校的知名度。
8.建立科学的实验成绩评定方法
首先，应加大实验成绩在整个课程成绩中的比重，并可把实验成绩合格与否作为学生具备笔试资格的必要条件。其次，需要建立科学的实验成绩评定方法。实验成绩由平时实验（占30%）、实验报告（占30%）和实验考核（占40%）3部分成绩组成，其中平时实验成绩主要由实验预习报告、出勤率、实验态度、实验操作规范和实验成功率等内容组成；实验报告成绩依据学生实验记录、实验内容完成情况及实验质量等给出；实验考核根据教学要求拟出了10多个实验考核题，实验考核时由学生随机抽题，实验考核由动手能力、实验结果、回答提问与实验报告等部分组成。这样的评定模式不仅能客观评价学生掌握和应用的程度，而且可促进学生对每次实验进行预习并在实验当中独立自主进行软硬件调试的积极性。
9.强化实验教师队伍建设
由于实验教学课程体系、内容、方法、教学手段在不断更新，这就需要一支具备高素质的实验教师队伍。因此，实验教师要具备忧患意识，积极进修学习，提高自身素质。
三、Keil和Proteus在单片机实验教学中的应用
1.传统单片机实验教学中存在的弊端
目前单片机的实验大多采用硬件方式实现（如在实验箱上），这种方式的主要缺点有：实验设备经费投入多、损耗大，维护工作量大；实验装置的硬件结构固定且资源有限，实验内容呆板固定，实验不够灵活；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；学生不能更改任何硬件，学生对单片机的系统设计没有概念，无法将所学的知识融会贯通。
2.Proteus、Keil μVision3的功能及两者联调
Proteus是一款由英国Labcenter公司开发的、集单片机和SPICE电路分析于一身的仿真软件。它具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路系统的仿真等功能；提供了大量的仿真元件和设备，包括各种单片机、常用逻辑电路和调试工具；支持大量的存储器和外围芯片；提供软件调试功能，支持第三方的软件编译和调试环境；具有强大的原理图绘制与PCB板制作功能。
Keil μVision3 是美国Keil Software公司开发的、8051系列单片机的开发工具。它支持多種51系列单片机芯片，可以用来编译C51源码、汇编源程序、连接和重定位目标文件和库文件、创建HEX文件、调试目标程序等，是一种集成化的文件管理编译环境。它集成了文件编辑处理、编译连接、项目管理，窗口、工具引用和软件仿真调试等多种功能。
Proteus与Keil在各自的环境下都可以进行一定程度的仿真调试，但若把这两者联合起来，可以发挥各自的优势使得在仿真过程中的软件调试和硬件设计更加便捷、高效。首先在Proteus环境下进行硬件设计，绘制硬件电路图；然后在Keil μVision3环境下进行软件设计，编写源代码并调试程序；接着把程序加载到Proteus硬件原理图的单片机中进行Proteus与Keil两者间联调，充分利用两者的联合仿真功能，发现并改正硬件电路或程序源码的错误；系统仿真成功后，再采用Proteus制作PCB板图，并在制好的PCB板上焊接硬件电路，加载所设计的程序，观察实物实验结果，并与仿真结果做比较。
3.采用Proteus 软件虚拟单片机实验教学的优点
由于Proteus软件能模拟仿真单片机及其外围器件组成的硬件系统工作情况，能直接在单片机虚拟系统上采用汇编或C语言进行编程，还可在线调试单片机程序，并提供丰富的实验内容，学生不需要硬件支持就能在计算机上模拟单片机实验，它很好地解决了硬件投入、设备维护和设备场地等问题，又给学生自主实验带来极大的方便。因此，可将Proteus软件引入单片机实验教学中来辅助传统实验教学，这是实验教学方法的一种重大变革。
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，其主要优势有：系统资源丰富，实验内容全面；提供了大量的范例，可供学生借鉴参考；硬件投入少，经济优势明显；学生可自行实验，锻炼独立解决实际工程问题能力；实验过程中损耗小，基本没有元器件的损耗问题；与工程实践很接近，可以了解实际问题的解决过程；仿真过程直观，操作灵活。因此，它不仅可以帮助学生更快、更好地掌握单片机的基本概念和原理，调动学生的积极性和主动性，也使学生的综合设计能力和创新能力得到提高，这是传统实验教学无法做到的。
当然，Proteus也存在着软件环境与实际环境之间的偏差、实时性不高等不足。因此，对于Preoteus 处理得不太好的实验（如A/D、D/A 实验等）以及创新性和综合性实验，可以先进行软件仿真再用硬件搭建系统的方法来对其进行补充与修正，这样既克服了虚拟实验环境与真实世界的偏差，又提高了学生进行软硬件协同开发设计的能力。
四、结束语
通过单片机实验教学的改革，取得了良好的教学效果，提高了学生的创新能力，激发学生的学习积极性、主动性，增强了学生的实际动手和解决实际工程问题的能力，一些学生初步具备了电子产品研发的能力，并已在全国大学生Freescale单片机智能车竞赛中取得了优异成绩。
实验教学的改革是一项长期而复杂的任务，只有立足单片机实验教学的实际，坚持单片机实验教学的改革，吸取其他院校的先进经验，同时完善自身的实验方案，才能建立起一套完整的实验教学体系，也才能培养出专业基础扎实、创新能力强的单片机应用人才。
参考文献：
[1]高博,周婷,彭珍瑞.单片机原理及应用课程实验教学改革[J].中国电力教育,2010,(1):153-154.
[2]房德君,郝兴学.一种积木式单片机综合教学实验系统的研究[J].实验室研究与探索,2003,(1):15-17.
[3]张松.开放实验室管理系统设计方案比较及实现[J].计算机工程应用,2004,(3):230-232.
[4]吴允平.单片机教学改革与学生工程素质和创新意识的培养[J].福建师范大学学报,2004,(3):111-113.
[5]孙凌燕,黄允千.Proteus与Keil软件的整合在单片机实验开发中的应用[J].实验室研究与探索,2008,27(4):59-62.
[6]李芳,李家庆.基于Proteus + Keil的单片机实验仿真平台[J].中国教育技术装备,2009,(4):67-68.
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：单片机；实验教学；现状；改革；Proteus
作者简介：黄云峰（1971-），男，浙江绍兴人，上海电力学院电力与自动化工程学院，讲师；程启明（1965-），男，江苏盐城人，上海电力学院电力与自动化工程学院，教授。（上海 200090）
基金项目：本文系2010年上海市教委重点课程资助项目（项目文件编号：沪教委高（2010）35号）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）19-0124-02
“单片机原理与应用”课程是电气、自动化、电子技术、信息工程、机械等专业的主干专业基础课程，它的教学任务是让学生掌握单片机内部的整体工作原理，掌握单片机的硬件结构、软件系统及其应用技术。它也是一门实践性很强的课程。学生只有通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程，才能加深对所学理论知识的理解，提高实际动手操作能力和分析、解决问题的能力，并且可以开拓学生思维，培养应用及创新能力。为了更好地服务教学，我们对传统的实验教学进行了改革，探索了新的实验课模式，采用多种途径进行单片机实验教学的改革。[1-6]
一、目前单片机实验教学存在的问题
目前在实验教学中主要存在以下几方面问题。
1.学生思想上重理论轻实践
传统的实验教学是作为课堂教学的辅助教学形式，实验环节占课程的学时数及成绩的比重很少，师生都对实验教学的重视程度不够，造成学生操作能力不强。因此，应使学生从思想上提高对实验教学的认识。
2.实验教学内容设置不合理
目前单片机实验有“三多三少”现象，即验证性、认识性的实验多，设计性、综合性、启发性的实验少；经典型实验多，现代型实验少；操作能力培养的实验多，综合能力培养的实验少。这样不利于发挥学生学习的主动性和积极性，也不利于培养学生动手能力和创新能力。
3.实验指导书过于详细
实验课一直以教师为中心，学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验，实验程序大多由指导书或教师提供给学生，这不利于学生学习的主动性、积极性的发挥，也不利于学生动手能力和创新能力的提高。
4.实验设备高度集成化
目前单片机实验设备大多为高度集成的实验箱，实验箱的内部硬件资源和结构固定而有限，学生只能依据实验指导书上的项目做一些验证性实验，而且学生每次實验只用到实验箱上很少的模块，其他的辅助电路以及扩展等电路已经分配好，学生做实验时只需连接几根导线，然后输入相关程序，最后等待观看实验结果。此外，由于无法便捷地更改优化实验箱硬件结构，故而无法进行综合性、设计性实验等拓展性项目，限制了学生的创新能力、动手能力和综合分析能力。因此，实验箱不能很好地提高学生的动手能力和解决问题能力。
5.学生实验动手机会少
单片机实验室建立成本高，实验设备不足且落后，很少学校能达到学生人手一套实验装置；由于存在着场地和时间等问题，学生除了上实验课外平时难得有机会实践；个人配备单片机实验开发系统因成本较高很多学生无法承受；在实验箱成品上学生难以参与到细节设计中去，学生动手能力很难得到训练与提高。
6.实验辅导工作量大
随着大学的扩招，各本科院校纷纷扩大实验室的规模。而由于学校的编制等原因，教师人数并没有相应地增加。因此造成学生人数和辅导教师比例失调，一个指导教师往往要同时指导几十个学生做实验，再加上单片机实验属于软、硬件结合实验，实验设备较多，实验内容复杂，一个教师往往不能满足辅导需求，实验效果得不到保证。
7.实验设备维护不到位
单片机实验仪器设备种类多，维修工作量较大，对实验室工作人员的素质要求较高。单片机实验一般需要单片机原理与应用实验箱、计算机、示波器、万用表以及其他一些辅助设备。只要上述设备中有一部分出现问题，整套设备就处于瘫痪状态，给实验教学造成较大的影响。
8.实验指导书内容陈旧且过于详细
单片机技术的发展非常迅速，而实验指导书不变，不能与时俱进，不利于学生的发展。实验指导书过于详细，学生过分依赖教师，缺乏对学生独立分析问题、解决问题能力的培养。
由此导致学生不能把理论与实践相结合，学生学完这门课之后只懂得一些基本理论，在做课程、毕业或实际的设计时不能进行系统设计和芯片选择，更不能提供出完整的系统设计方案。因此，需要探索新的实验模式，改进单片机实验教学。
二、单片机实验教学的改革措施
针对当前实验教学中存在的问题，按照单片机的教学要求，我们对单片机实验进行了一些改革。
1.更换实验教学设备
淘汰了原有旧的实验设备，新购置了40套启东计算机厂的DVCC5286JH+实验系统及相应配套扩展模块，同时配置了40 台微机。实验室更新后，单片机教学的软、硬件实验几乎能全部实现，还可以进行仿真开发，使实验室的硬件条件得到了改善。
2.更新实验指导书
针对新的实验设备，利用其硬件资源，开发出合理的实验项目，重新编写了新的实验指导书。该书系统地介绍了新实验装置的使用方法及其仿真软件，由浅入深地编排了涉及单片机教学的几乎所有环节实验，并将实验教学内容分为软件、硬件接口和综合性三个部分，其中前两部分以验证性实验为主，最后一部分为综合性、设计性实验。另外，每个实验都附有思考题和实验程序流程框图。
3.开设综合设计性实验
按照从理论–验证性实验–设计性实验–综合设计性实验的教学思路，合理安排实验项目，适当减少纯软件编程实验和基础性实验，增加综合性、设计性实验的比例，这有利于发挥学生的学习自主性和创造性。
4.因材施教
学生在理论学习的接受能力以及动手能力都存在差异，教师要根据不同层次的学生，设计出难易有梯度的不同实验要求，这样既不挫伤一般能力学生的积极性，也鼓励了较强能力学生的学习热情，做到因材施教、追求实效。
5.开放实验室
开放实验室可以采用教师管理为主，研究生或高年级本科生管理为辅的办法来管理。开放实验室可创造一种宽松的环境，方便学生自由地开展实验，有利于充分发挥学生的主动性、创造性，同时也可以提高实验室的利用率。对于验证性实验，还是采用传统的统一班级、统一时间做实验的管理方法；对于设计性、综合性实验，学生可能在规定时间内无法完成，他们可根据自己的需要向实验室管理人员预约时间。
6.建立网上虚拟实验室和教学网站
采用多媒体技术，将实验的原理、步骤、设备和仪器、所用到的芯片原理和外形等制作成多媒体虚拟实验软件。学生可在实验室、机房、宿舍等地通过网络启用该软件来完成实验，该软件能形象逼真地将相关的实验内容通过动静结合的画面和智能性启发诱导，展现在学生面前，使学生身临其境，直接去感受、体验，为教学提供高效、交互、实时的操作环境和良好的服务。这种网络实验方式可解决学生多、设备少、时间紧的矛盾，并充分利用现有教学资源，实现资源共享，减少了投入，提高了教学效果。另外，还可开发单片机实验系统网站，在网站上可进行实验相关资料的查询和下载，也可提出问题并接受教师的网上指导，从而增强师生之间的交流，提高了实验效率。
7.激发学生学习单片机的积极性
通过开展以单片机课程设计、电子设计竞赛、机器人大赛、智能车大赛以及建立单片机兴趣小组、电子设计协会等多种形式的单片机实践活动，鼓励学生积极参与其中，开展课外创新设计与竞赛，激发学生学习积极性，这既可提高学生的综合能力及学习兴趣又可提升学校的知名度。
8.建立科学的实验成绩评定方法
首先，应加大实验成绩在整个课程成绩中的比重，并可把实验成绩合格与否作为学生具备笔试资格的必要条件。其次，需要建立科学的实验成绩评定方法。实验成绩由平时实验（占30%）、实验报告（占30%）和实验考核（占40%）3部分成绩组成，其中平时实验成绩主要由实验预习报告、出勤率、实验态度、实验操作规范和实验成功率等内容组成；实验报告成绩依据学生实验记录、实验内容完成情况及实验质量等给出；实验考核根据教学要求拟出了10多个实验考核题，实验考核时由学生随机抽题，实验考核由动手能力、实验结果、回答提问与实验报告等部分组成。这样的评定模式不仅能客观评价学生掌握和应用的程度，而且可促进学生对每次实验进行预习并在实验当中独立自主进行软硬件调试的积极性。
9.强化实验教师队伍建设
由于实验教学课程体系、内容、方法、教学手段在不断更新，这就需要一支具备高素质的实验教师队伍。因此，实验教师要具备忧患意识，积极进修学习，提高自身素质。
三、Keil和Proteus在单片机实验教学中的应用
1.传统单片机实验教学中存在的弊端
目前单片机的实验大多采用硬件方式实现（如在实验箱上），这种方式的主要缺点有：实验设备经费投入多、损耗大，维护工作量大；实验装置的硬件结构固定且资源有限，实验内容呆板固定，实验不够灵活；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；学生不能更改任何硬件，学生对单片机的系统设计没有概念，无法将所学的知识融会贯通。
2.Proteus、Keil μVision3的功能及两者联调
Proteus是一款由英国Labcenter公司开发的、集单片机和SPICE电路分析于一身的仿真软件。它具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路系统的仿真等功能；提供了大量的仿真元件和设备，包括各种单片机、常用逻辑电路和调试工具；支持大量的存储器和外围芯片；提供软件调试功能，支持第三方的软件编译和调试环境；具有强大的原理图绘制与PCB板制作功能。
Keil μVision3 是美国Keil Software公司开发的、8051系列单片机的开发工具。它支持多種51系列单片机芯片，可以用来编译C51源码、汇编源程序、连接和重定位目标文件和库文件、创建HEX文件、调试目标程序等，是一种集成化的文件管理编译环境。它集成了文件编辑处理、编译连接、项目管理，窗口、工具引用和软件仿真调试等多种功能。
Proteus与Keil在各自的环境下都可以进行一定程度的仿真调试，但若把这两者联合起来，可以发挥各自的优势使得在仿真过程中的软件调试和硬件设计更加便捷、高效。首先在Proteus环境下进行硬件设计，绘制硬件电路图；然后在Keil μVision3环境下进行软件设计，编写源代码并调试程序；接着把程序加载到Proteus硬件原理图的单片机中进行Proteus与Keil两者间联调，充分利用两者的联合仿真功能，发现并改正硬件电路或程序源码的错误；系统仿真成功后，再采用Proteus制作PCB板图，并在制好的PCB板上焊接硬件电路，加载所设计的程序，观察实物实验结果，并与仿真结果做比较。
3.采用Proteus 软件虚拟单片机实验教学的优点
由于Proteus软件能模拟仿真单片机及其外围器件组成的硬件系统工作情况，能直接在单片机虚拟系统上采用汇编或C语言进行编程，还可在线调试单片机程序，并提供丰富的实验内容，学生不需要硬件支持就能在计算机上模拟单片机实验，它很好地解决了硬件投入、设备维护和设备场地等问题，又给学生自主实验带来极大的方便。因此，可将Proteus软件引入单片机实验教学中来辅助传统实验教学，这是实验教学方法的一种重大变革。
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，其主要优势有：系统资源丰富，实验内容全面；提供了大量的范例，可供学生借鉴参考；硬件投入少，经济优势明显；学生可自行实验，锻炼独立解决实际工程问题能力；实验过程中损耗小，基本没有元器件的损耗问题；与工程实践很接近，可以了解实际问题的解决过程；仿真过程直观，操作灵活。因此，它不仅可以帮助学生更快、更好地掌握单片机的基本概念和原理，调动学生的积极性和主动性，也使学生的综合设计能力和创新能力得到提高，这是传统实验教学无法做到的。
当然，Proteus也存在着软件环境与实际环境之间的偏差、实时性不高等不足。因此，对于Preoteus 处理得不太好的实验（如A/D、D/A 实验等）以及创新性和综合性实验，可以先进行软件仿真再用硬件搭建系统的方法来对其进行补充与修正，这样既克服了虚拟实验环境与真实世界的偏差，又提高了学生进行软硬件协同开发设计的能力。
四、结束语
通过单片机实验教学的改革，取得了良好的教学效果，提高了学生的创新能力，激发学生的学习积极性、主动性，增强了学生的实际动手和解决实际工程问题的能力，一些学生初步具备了电子产品研发的能力，并已在全国大学生Freescale单片机智能车竞赛中取得了优异成绩。
实验教学的改革是一项长期而复杂的任务，只有立足单片机实验教学的实际，坚持单片机实验教学的改革，吸取其他院校的先进经验，同时完善自身的实验方案，才能建立起一套完整的实验教学体系，也才能培养出专业基础扎实、创新能力强的单片机应用人才。
参考文献：
[1]高博,周婷,彭珍瑞.单片机原理及应用课程实验教学改革[J].中国电力教育,2010,(1):153-154.
[2]房德君,郝兴学.一种积木式单片机综合教学实验系统的研究[J].实验室研究与探索,2003,(1):15-17.
[3]张松.开放实验室管理系统设计方案比较及实现[J].计算机工程应用,2004,(3):230-232.
[4]吴允平.单片机教学改革与学生工程素质和创新意识的培养[J].福建师范大学学报,2004,(3):111-113.
[5]孙凌燕,黄允千.Proteus与Keil软件的整合在单片机实验开发中的应用[J].实验室研究与探索,2008,27(4):59-62.
[6]李芳,李家庆.基于Proteus + Keil的单片机实验仿真平台[J].中国教育技术装备,2009,(4):67-68.
（责任编辑：麻剑飞）