摘 要： 基于Proteus和8086微處理器的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，闡述了通過(guò)Proteus仿真軟件進(jìn)行微機(jī)原理實(shí)踐教學(xué)的新思路和具體方法。實(shí)踐表明，該方法能深化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力，提高學(xué)生進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)的綜合能力。
關(guān)鍵詞： Proteus；仿真；微機(jī)原理；8086

微機(jī)原理課程是高等學(xué)校工科電工電子類(lèi)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的教學(xué)都是通過(guò)理論教學(xué)和有限的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。微機(jī)原理的知識(shí)構(gòu)成抽象，理解困難，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，缺乏新意。因此，在教學(xué)過(guò)程中，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合開(kāi)發(fā)能力也難以培養(yǎng)和提高。本文論述了采用Proteus虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行微機(jī)原理教學(xué)實(shí)踐的新思路和具體方法。
1 Proteus+8086虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
Proteus是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，它應(yīng)用于Windows操作系統(tǒng)，可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路。該軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件、外部設(shè)備及各種虛擬儀器，并具有對(duì)常用控制芯片及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能[1]。
Proteus提供多種類(lèi)型的虛擬仿真模型，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強(qiáng)大的設(shè)計(jì)與仿真功能被廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等多門(mén)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中。但是，Proteus在微機(jī)原理教學(xué)中的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道，這主要是因?yàn)橐酝腜roteus版本缺乏對(duì)微機(jī)原理課程所涉及芯片的支持。直至2009年，Labcenter公司推出了VSM for 8086平臺(tái)及Proteus 7.5 SP3軟件，支持8086微處理器與8255、8253、8259、8251等接口芯片的系統(tǒng)仿真[2]。
　 Proteus為8086微處理器設(shè)定了一些默認(rèn)值，同時(shí)也可以通過(guò)“編輯元器件”功能對(duì)8086模型的多種屬性進(jìn)行修改，如表1所示。此外，8086模型支持將源代碼的編輯和編譯整合到同一設(shè)計(jì)環(huán)境中，用戶(hù)可以在設(shè)計(jì)中直接編輯代碼，也可以非常容易地修改源程序并查看仿真結(jié)果。

特別需要指示的是，8086模型支持直接加載BIN，COM和EXE格式的文件到內(nèi)部RAM中，而不需要DOS，并且允許對(duì)Microsoft(Codeview)和Borland格式中包含了調(diào)試住處的程序可以進(jìn)行源和/或反匯編級(jí)別的調(diào)試，因此源碼編譯和鏈接過(guò)程的參數(shù)相當(dāng)重要。
應(yīng)用Proteus進(jìn)行8086接口技術(shù)仿真，主要是在Proteus ISIS中通過(guò)以下步驟完成：編輯電路原理圖、設(shè)置外部代碼編譯器、編寫(xiě)和添加源代碼及仿真調(diào)試。
2 基于Proteus的微機(jī)原理教學(xué)設(shè)計(jì)
微機(jī)原理課程由匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和接口技術(shù)兩大知識(shí)塊構(gòu)成，匯編語(yǔ)言是接口技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，整門(mén)課偏重硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，主要介紹匯編語(yǔ)句及程序設(shè)計(jì)的方法。以往的課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)通常采用MASM軟件在PC上進(jìn)行程序編寫(xiě)和調(diào)試，滿足了教學(xué)和實(shí)踐的需求。在Proteus環(huán)境下，亦可進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的匯編程序設(shè)計(jì)，而其虛擬仿真的優(yōu)勢(shì)更主要地體現(xiàn)在接口技術(shù)部分的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)。