Proteus虚拟仿真在微机原理教学中的应用

摘 要： 基于Proteus和8086微处理器的虚拟实验平台，阐述了通过Proteus仿真软件进行微机原理实践教学的新思路和具体方法。实践表明，该方法能深化学生对知识点的理解，激发学生的学习热情和创造力，提高学生进行软硬件开发的综合能力。
关键词： Proteus；仿真；微机原理；8086

微机原理课程是高等学校工科电工电子类的重要专业基础课程，是一门理论性和实践性都较强的课程。传统的教学都是通过理论教学和有限的实验进行。微机原理的知识构成抽象，理解困难，而实验内容固定，缺乏新意。因此，在教学过程中，很难激发学生的学习兴趣，学生的创新思维和综合开发能力也难以培养和提高。本文论述了采用Proteus虚拟仿真技术进行微机原理教学实践的新思路和具体方法。
1 Proteus+8086虚拟实验平台
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真及印制电路板设计软件，它应用于Windows操作系统，可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路。该软件提供了大量模拟与数字元器件、外部设备及各种虚拟仪器，并具有对常用控制芯片及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能[1]。
Proteus提供多种类型的虚拟仿真模型，例如VSM for 8051、VSM for AVR、VSM for ARM7/LPC2000、VSM for PIC11/12/16/18/24/33、VSM for HC11及VSM for MSP430等。Proteus强大的设计与仿真功能被广泛应用在数字电路、模拟电路、单片机、嵌入式系统等多门课程的教学和实验中。但是，Proteus在微机原理教学中的应用却鲜有报道，这主要是因为以往的Proteus版本缺乏对微机原理课程所涉及芯片的支持。直至2009年，Labcenter公司推出了VSM for 8086平台及Proteus 7.5 SP3软件，支持8086微处理器与8255、8253、8259、8251等接口芯片的系统仿真[2]。
　 Proteus为8086微处理器设定了一些默认值，同时也可以通过“编辑元器件”功能对8086模型的多种属性进行修改，如表1所示。此外，8086模型支持将源代码的编辑和编译整合到同一设计环境中，用户可以在设计中直接编辑代码，也可以非常容易地修改源程序并查看仿真结果。

特别需要指示的是，8086模型支持直接加载BIN，COM和EXE格式的文件到内部RAM中，而不需要DOS，并且允许对Microsoft(Codeview)和Borland格式中包含了调试住处的程序可以进行源和/或反汇编级别的调试，因此源码编译和链接过程的参数相当重要。
应用Proteus进行8086接口技术仿真，主要是在Proteus ISIS中通过以下步骤完成：编辑电路原理图、设置外部代码编译器、编写和添加源代码及仿真调试。
2 基于Proteus的微机原理教学设计
微机原理课程由汇编语言程序设计和接口技术两大知识块构成，汇编语言是接口技术开发设计的基础，整门课偏重硬件系统的设计和应用。汇编语言程序设计，主要介绍汇编语句及程序设计的方法。以往的课堂教学和实验通常采用MASM软件在PC上进行程序编写和调试，满足了教学和实践的需求。在Proteus环境下，亦可进行一些简单的汇编程序设计，而其虚拟仿真的优势更主要地体现在接口技术部分的教学与实践环节。