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[摘 要] 信息技术的迅速发展对现代教育教学产生了重要影响。在单片机教学体系中，积极引入虚拟仿真技术能够充分利用先进信息技术的优势，实现单片机技术课程实践教学的改革。基于此，分析了当前单片机教学的发展现状与主要问题，提出虚拟仿真技术的具体应用方案，以期通过虚拟仿真技术的应用，大幅度增加单片机课程教学的可视性与直观性，同时提高学生的学习兴趣与创新能力。
[关 键 词] 虚拟仿真技术；单片机技术；课程；实践教学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）19-0109-01
单片机技术课程属于基础性应用课程，是应用电子技术、通信技术等专业的平台课程。其主要教学目标是培养电子技术应用能力较强的高素质技能型专门人才，以适应经济社会发展的需要。这就需要高校在开设本课程时，要根据人才培养目标设计人才培养计划与教学实践体系，通过加强对学生的自主学习能力、程序设计能力、创新能力等综合能力的培养提高学生的工程理论知识与实际解决问题能力。
一、目前单片机技术课程实践教学的主要问题
现阶段，我国开设单片机课程的高校多以MCS-51内核单片机为核心进行授课教学，其重点内容为该类型单片机的汇编语言编程与开发。而与之关联的单片机技术课程实践教学，由于实验课时比较有限，所开设的实验项目仅验证了书本内容，不能够有效调动起学生的学习兴趣。总之，单片机技术实践课程教学仍然存在一些问题，具体如下：
（一）实践课程以验证性实验为主，较为单调
由于整体教学大纲的要求，单片机技术课程设置仍以理论知识为主，导致实验课时极少。而且为了进一步巩固基础理论知识，实验课程的教学内容主要安排涉及课本内容的验证性实验。并且，教师在进行实验教学时，会具体给出实验目的、实验要求、实验步骤以及实验程序，使得学生在实践中处于被动接受的地位，不能够锻炼学生的独立思考、解决问题、创新等各种能力。
（二）学生的硬件设计能力锻炼匮乏
在实验教学时所涉及的实验设备，以高度集成的实验箱或实验台为主，而且要求学生在实验过程中，不用自己搭建硬件电路，进行简单连线便可达到实验的硬件设计要求。所以，学生的实际动手能力没有得到有效锻炼与提升，无法进行单片机硬件电路的设计以及通过实验验证自行设计的电路正确与否。
（三）实验条件落后，开展综合性实验难度较高
学习单片机技术，需要学生在熟练掌握单片机内部结构和软件编程的基础上，结合单片机最小系统及外部硬件。通过进一步的验证与实践，学生才能切身体会与了解单片机系统的概念与应用价值。然而，目前高校的实验投入有限，实验条件有限，开展综合性实验的难度较大，所以难以全面而立体地让学生掌握单片机系统概念。
二、虚拟仿真技术的应用
本文基于Proteus和Keil虚拟仿真软件，构建单片机技术实践的虚拟实验环境。通过开展单片机应用系统开发、实验项目创新、实验内容自选、设计任务书制订等具体环节，将机电综合设计、科技方法训练、创新设计的教学内容，有效融入单片机技术的实践课程教学，进而强化学生的现代工程意识及创新设计能力。
Proteus嵌入式系统仿真软件，能够将SPICE电路仿真与单片机仿真结合起来，构建支持主流单片机的仿真环境。通过设置单步、设置断点、全速等调试功能，能够观察各个寄存器与变量的状况。并且，Proteus嵌入式系统仿真软件支持第三方软件编译和调试环境，能够同时提供丰富的虚拟仪器及外围接口器件。而单片机系统设计工具Keil软件同步支持C语言以及混合编程，还兼备软件仿真调试功能。通过将Proteus与Keil软件整合起来，能够构建单片机虚拟实验的开发环境，这两个软件所具备的强大仿真功能，将固化设计调试程序，能够有效完善软硬件结合的单片机应用系统。Proteus软件主要负责设计、调试及仿真硬件电路，Keil软件则对应用程序实现编写与调试，再将调试好的程序下载到仿真电路MCU中，最后由Proteus与Keil软件进行整合，完成整个系统的调试。此外，Proteus与Keil软件的应用，不仅能够使学生直接观看仿真效果，还能够具体分析仿真结果。
可见，在单片机技术课程实践教学中，引入虚拟仿真技术能够创建强有力的虚拟实验环境。而在虚拟实验环境下，单片机技术课程实践教学工作的全部过程变得更加直观形象，教师与学生可以在原理图的虚拟模型上完成编程，同时对源码级程序实现仿真调试。通过各种虚拟仪表展现的单片机系统运行过程，学生能够评估整个单片机应用系统的设计，还可验证所设计电路是否达到技术指标要求。在虚拟实验设计阶段，学生或教师发现设计不合理时能够改变元器件参数，来优化整个电路性能。如此能够有效降低实际元器件的损坏几率，还可以节省设计时间与费用，进而提高设计的效率与质量。
单片机课程实践教学，能够有效培养学生的动手实践能力。不仅验证理论知识与单片机技术的应用价值，还能够在实验后让学生分清系统和芯片的工作原理与程序，进而实现对單片机技术的灵活运用与创新设计。通过引入虚拟仿真技术，能够让学生切身经历与体会单片机应用系统的设计与开发的完整过程，进而展现工程设计的开发规范，有力促进学生动手能力、创新能力的提升，实现培养创新型应用人才的教学目标。
参考文献：
[1]王瑾，袁战军.虚拟仿真技术在单片机课程教学中的应用[J].电子设计工程，2016（1）：45-47.
[2]宋艳丽.虚拟仿真技术在单片机一体化教学中的应用[J].辽宁高职学报，2011（9）：43-45.
[关 键 词] 虚拟仿真技术；单片机技术；课程；实践教学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）19-0109-01
单片机技术课程属于基础性应用课程，是应用电子技术、通信技术等专业的平台课程。其主要教学目标是培养电子技术应用能力较强的高素质技能型专门人才，以适应经济社会发展的需要。这就需要高校在开设本课程时，要根据人才培养目标设计人才培养计划与教学实践体系，通过加强对学生的自主学习能力、程序设计能力、创新能力等综合能力的培养提高学生的工程理论知识与实际解决问题能力。
一、目前单片机技术课程实践教学的主要问题
现阶段，我国开设单片机课程的高校多以MCS-51内核单片机为核心进行授课教学，其重点内容为该类型单片机的汇编语言编程与开发。而与之关联的单片机技术课程实践教学，由于实验课时比较有限，所开设的实验项目仅验证了书本内容，不能够有效调动起学生的学习兴趣。总之，单片机技术实践课程教学仍然存在一些问题，具体如下：
（一）实践课程以验证性实验为主，较为单调
由于整体教学大纲的要求，单片机技术课程设置仍以理论知识为主，导致实验课时极少。而且为了进一步巩固基础理论知识，实验课程的教学内容主要安排涉及课本内容的验证性实验。并且，教师在进行实验教学时，会具体给出实验目的、实验要求、实验步骤以及实验程序，使得学生在实践中处于被动接受的地位，不能够锻炼学生的独立思考、解决问题、创新等各种能力。
（二）学生的硬件设计能力锻炼匮乏
在实验教学时所涉及的实验设备，以高度集成的实验箱或实验台为主，而且要求学生在实验过程中，不用自己搭建硬件电路，进行简单连线便可达到实验的硬件设计要求。所以，学生的实际动手能力没有得到有效锻炼与提升，无法进行单片机硬件电路的设计以及通过实验验证自行设计的电路正确与否。
（三）实验条件落后，开展综合性实验难度较高
学习单片机技术，需要学生在熟练掌握单片机内部结构和软件编程的基础上，结合单片机最小系统及外部硬件。通过进一步的验证与实践，学生才能切身体会与了解单片机系统的概念与应用价值。然而，目前高校的实验投入有限，实验条件有限，开展综合性实验的难度较大，所以难以全面而立体地让学生掌握单片机系统概念。
二、虚拟仿真技术的应用
本文基于Proteus和Keil虚拟仿真软件，构建单片机技术实践的虚拟实验环境。通过开展单片机应用系统开发、实验项目创新、实验内容自选、设计任务书制订等具体环节，将机电综合设计、科技方法训练、创新设计的教学内容，有效融入单片机技术的实践课程教学，进而强化学生的现代工程意识及创新设计能力。
Proteus嵌入式系统仿真软件，能够将SPICE电路仿真与单片机仿真结合起来，构建支持主流单片机的仿真环境。通过设置单步、设置断点、全速等调试功能，能够观察各个寄存器与变量的状况。并且，Proteus嵌入式系统仿真软件支持第三方软件编译和调试环境，能够同时提供丰富的虚拟仪器及外围接口器件。而单片机系统设计工具Keil软件同步支持C语言以及混合编程，还兼备软件仿真调试功能。通过将Proteus与Keil软件整合起来，能够构建单片机虚拟实验的开发环境，这两个软件所具备的强大仿真功能，将固化设计调试程序，能够有效完善软硬件结合的单片机应用系统。Proteus软件主要负责设计、调试及仿真硬件电路，Keil软件则对应用程序实现编写与调试，再将调试好的程序下载到仿真电路MCU中，最后由Proteus与Keil软件进行整合，完成整个系统的调试。此外，Proteus与Keil软件的应用，不仅能够使学生直接观看仿真效果，还能够具体分析仿真结果。
可见，在单片机技术课程实践教学中，引入虚拟仿真技术能够创建强有力的虚拟实验环境。而在虚拟实验环境下，单片机技术课程实践教学工作的全部过程变得更加直观形象，教师与学生可以在原理图的虚拟模型上完成编程，同时对源码级程序实现仿真调试。通过各种虚拟仪表展现的单片机系统运行过程，学生能够评估整个单片机应用系统的设计，还可验证所设计电路是否达到技术指标要求。在虚拟实验设计阶段，学生或教师发现设计不合理时能够改变元器件参数，来优化整个电路性能。如此能够有效降低实际元器件的损坏几率，还可以节省设计时间与费用，进而提高设计的效率与质量。
单片机课程实践教学，能够有效培养学生的动手实践能力。不仅验证理论知识与单片机技术的应用价值，还能够在实验后让学生分清系统和芯片的工作原理与程序，进而实现对單片机技术的灵活运用与创新设计。通过引入虚拟仿真技术，能够让学生切身经历与体会单片机应用系统的设计与开发的完整过程，进而展现工程设计的开发规范，有力促进学生动手能力、创新能力的提升，实现培养创新型应用人才的教学目标。
参考文献：
[1]王瑾，袁战军.虚拟仿真技术在单片机课程教学中的应用[J].电子设计工程，2016（1）：45-47.
[2]宋艳丽.虚拟仿真技术在单片机一体化教学中的应用[J].辽宁高职学报，2011（9）：43-45.