摘要:21世紀被人們譽為智能機器人的世紀,《普通高中技術(shù)課程標準(實驗)》將《簡易機器人制作》作為選修模塊引入中學,由于缺乏硬件,機器人教學幾乎無法開展。筆者在實踐過程中,將Proteus仿真軟件引入到簡易機器人編程實踐的教學中,既解決了機器人教學的開展問題,又將程序設(shè)計教學和機器人制作結(jié)合起來,大大提高了學生對選修模塊的興趣,同時培養(yǎng)了學生實驗能力、實驗設(shè)計等各方面的能力。
關(guān)鍵字:仿真 簡易機器人 單片機 Proteus
一、引言
1.在高中開展機器人教學的必要性和必然性
隨著智能技術(shù)的發(fā)展,智能機器人教育走 進我們的課堂已經(jīng)成為必然趨勢,智能機器人技術(shù)融合了機械造型、電子傳感器、計算機軟硬件和人工智能等眾多先進技術(shù),而這些充分體現(xiàn)了當代信息技術(shù)多個領(lǐng) 域的重要內(nèi)容,更是智能技術(shù)的結(jié)晶。智能機器人作為培養(yǎng)學生能力和素質(zhì)的智能平臺之一,必將承載起信息技術(shù)教學新載體的任務,給信息技術(shù)基礎(chǔ)教育帶來新的 活力。
2.高中開展機器人教學的現(xiàn)狀
在經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū),即便是一些條件相對較好的學校,機器人教學也幾乎還是空白,咎其原因主要有:硬件條件跟不上,教師也缺乏這方面的培訓。因此機器人教學的開展舉步維艱。
在學習《簡易機器人制作》這個模塊時,筆者所在學校使用的是由華中科技大學出版社編寫的教材。教材簡要介紹了簡易機器人的“大腦”──AT89S51芯片、簡易機器人的編程環(huán)境及語言、簡易機器人的編程實踐等內(nèi)容。由于沒有硬件實驗平臺,在實際教學中學生對教學內(nèi)容缺乏實踐,因而對用程序控制C51單片機很難理解。
3.如何開展機器人教學工作
在硬件條件不允許的情況下如何開展機器人教學?筆者在實際教學中,引入Proteus軟件,用軟件仿真的方法,通過軟件仿真的直觀效果,讓學生輕松的了解程序與硬件的關(guān)系,激發(fā)了學生學習的興趣,取得了較好的教學效果。
二、基本軟件的介紹
在整個教學實踐中,用到了兩個軟件:Keil uVision3和Proteus 7 Professional,現(xiàn)介紹如下:
1.Keil uVision3:用C語言為89S51系列單片機編寫程序,需要有專門的單片機C語言編譯器,Keil uVision3就是一個較好的編譯軟件,用個這個軟件,我們可以將C語言程序編譯為一個hex文件,燒入到51單片機后,單片機即簡易機器人的“大腦”就可以根據(jù)程序完成指定的控制。
2.Proteus:Proteus軟件是由英國LabCenter Electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件,由ISIS和ARES兩個軟件構(gòu)成,其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件。Proteus可以對Keil uVision3等開發(fā)工具的程序進行調(diào)試。
正是基于這個原因,筆者將Proteus引入到機器人教學中。
三、教學實例
在教材《簡易機器人制作》(華中科技大學出版社編寫)的第四章,教材簡要介紹了簡易機器人的硬件實驗板,并以單片機控制