Proteus仿真軟件在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

1、Proteus仿真軟件在電子技術(shù)課程教案中地應(yīng)用實(shí)踐摘要：proteus仿真軟件是目前功能最全、最先進(jìn)地eda工具，本文在實(shí)際教案基礎(chǔ)上介紹了proteus在模擬、數(shù)字電子技術(shù)課程地課堂教案、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等各教案環(huán)節(jié)中地應(yīng)用實(shí)例及體會(huì).關(guān)鍵詞：proteus;電子技術(shù)；仿真一、引言#eda<electronicdesignautomatic,電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件應(yīng)用于電子電路地輔助教案，可以使課堂講解和實(shí)驗(yàn)演示更生動(dòng)、形象，使學(xué)生更快、更好地掌握課堂教案地內(nèi)容，加深對(duì)概念、原理地理解.目前常用于電路設(shè)計(jì)、分析地eda軟件有pspice、protel、multisim<ewb）和p

2、roteus等，其中proteus除了可以仿真、分析各種模擬和數(shù)字電路以外，其最大地特點(diǎn)是可以支持許多型號(hào)地微處理器仿真，所以非常適合電子信息專業(yè)基礎(chǔ)課，如電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電路、通信原理和單片機(jī)等課程地輔助教案.二、proteus仿真軟件proteus仿真開發(fā)平臺(tái)是由英國(guó)labcenter公司開發(fā)地，是目前世界上最先進(jìn)、最完整地嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，是一個(gè)完整地硬件、軟件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，包括原理圖輸入系統(tǒng)isis、帶擴(kuò)展地prospice混合模型仿真器、動(dòng)態(tài)器件庫(kù)、高級(jí)圖形分析模塊和處理器虛擬系統(tǒng)仿真模型vsm,主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn).1 .可以仿真數(shù)千種模擬、數(shù)字器件和集

3、成電路，并且提供了大量地動(dòng)態(tài)仿真器件，使仿真運(yùn)行效果更逼真；支持多種型號(hào)地微處理器、微控制器芯片地仿真，如51系列、pic系列、avr系列單片機(jī)、摩托羅拉地68mh11系列，以及philips地lpc系列arm芯片等.2 .proteus地仿真是基于spice3f5地，因此它也能像其他地eda軟件那樣對(duì)各種分立與集成地模擬、數(shù)字進(jìn)行電路分析，如模擬分析、數(shù)字分析、混合信號(hào)分析、頻率分析等.3 .提供了虛擬示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、電表、虛擬終端virtualterminal使用電腦地鍵盤和顯示器通過串口與外部地單片機(jī)系統(tǒng)通訊）等虛擬儀器儀表供選用.4 .由isis及ares兩大功

4、能模塊構(gòu)成，既能夠進(jìn)行$原理圖）地設(shè)計(jì)，也能夠進(jìn)行pcb印制板）地設(shè)計(jì)，并且在isis環(huán)境中能夠?qū)υO(shè)計(jì)地電路進(jìn)行交互式實(shí)時(shí)仿真.5 .能和keil、matlab等軟件整合使用，使得用戶可以在設(shè)計(jì)中直接編輯修改源代碼，并即時(shí)觀察運(yùn)行效果.鑒于proteus軟件地特點(diǎn)，我們將proteus地應(yīng)用融合進(jìn)了教案地多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了較為深入地實(shí)踐應(yīng)用.三、proteus在電子技術(shù)課程教案中地應(yīng)用模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)是電子技術(shù)課程地兩個(gè)分支，模擬電子技術(shù)一般設(shè)置在數(shù)字電子技術(shù)之前，這兩門課程是電類相關(guān)專業(yè)地專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)課程地基石，具有實(shí)踐性、系統(tǒng)性較強(qiáng)地特點(diǎn)，并且課程內(nèi)容較多，相對(duì)學(xué)時(shí)較少.

5、為了加強(qiáng)課程地學(xué)習(xí)對(duì)于電子信息專業(yè)地學(xué)生我們?cè)谂囵B(yǎng)計(jì)劃中設(shè)置了理論教案、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，結(jié)合各個(gè)教案環(huán)節(jié)地特點(diǎn)，我們輔助應(yīng)用proteus仿真軟件加強(qiáng)教案效果，有效地提高了學(xué)生電子線路系統(tǒng)性設(shè)計(jì)及創(chuàng)新性地能力.1 .在模擬電子技術(shù)課堂教案中，將proteus地交互式仿真運(yùn)行融于基于多媒體地課堂理論教案之中，具有即時(shí)、直觀、生動(dòng)地特點(diǎn)有利于學(xué)生快速理解電路工作原理，了解相關(guān)器件地作用、掌握參數(shù)地調(diào)整、電量地測(cè)量方法等.模擬電子技術(shù)地主要教案內(nèi)容是采用工程近似法對(duì)非線性器件二極管和三極管構(gòu)成地單級(jí)、多級(jí)放大電路及集成放大電路地工作原理和性能指標(biāo)地分析計(jì)算.我們利用proteus地isis編輯

6、環(huán)境功能結(jié)合教材上地電路，搭建了各個(gè)章節(jié)中地主要基本單元電路地仿真原理電路，在相關(guān)教案內(nèi)容中盡量充分利用仿真電路增強(qiáng)課堂教案地效果.例如在講解固定偏流共射組態(tài)放大電路時(shí)，結(jié)合圖1,分析了電路地靜態(tài)、動(dòng)態(tài)工作原理，利用交互式仿真功能，在斷開vi時(shí)，調(diào)整相關(guān)器件參數(shù)，在虛擬電壓表、電流表上觀察q點(diǎn)相關(guān)電量地值地變化.在加入vi時(shí)，利用示波器或通過添加探針，利用模擬圖表觀察輸入輸出波形放大情況和相位關(guān)系，同時(shí)還可以通過改變輸入信號(hào)幅度或元件參數(shù)大小分析輸出動(dòng)態(tài)范圍，觀察飽和、截止失真，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)地同時(shí),能夠感受實(shí)驗(yàn)操作地生動(dòng)性，提高學(xué)生地學(xué)習(xí)興趣，并加快知識(shí)地掌握，為實(shí)驗(yàn)課程做好鋪墊，避免學(xué)生

7、在用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，不明就里，只按照指導(dǎo)書盲目接線測(cè)量在數(shù)字電子技術(shù)地教案中,proteus地仿真作用更加有效和形象直觀.在基本邏輯門電路、門電路或集成電路構(gòu)成地組合電路、時(shí)序電路、波形產(chǎn)生及電源電路地教案過程中，都融入了仿真電路運(yùn)行演示，增強(qiáng)課堂教案效果，并且設(shè)計(jì)了有關(guān)單元電路地綜合應(yīng)用電路,例如，在講完編碼器、顯示譯碼器后，仿真演示了如圖2所示地組合應(yīng)用電路，該電路能將bcd優(yōu)先編碼器741s147地最高編碼通過顯示譯碼器741s48驅(qū)動(dòng)顯示在數(shù)碼管上，同時(shí)也可以改變譯碼器地控制信號(hào)狀態(tài)，展示741S48地功能，使學(xué)生對(duì)單元電路地原理、應(yīng)用、接口、系統(tǒng)性有了更深入地理解.又如，對(duì)于利用加

8、法器實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算地應(yīng)用，我們?cè)O(shè)計(jì)了圖3所示地電路，說明了加法器地應(yīng)用及有符號(hào)數(shù)地補(bǔ)碼、原碼之間地關(guān)系，該電路可以將兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)地差以原碼地方式輸出.作業(yè)是學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識(shí)不可或缺地環(huán)節(jié)，在布置作業(yè)時(shí),我們建議學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)性地題目利用仿真軟件完成，加強(qiáng)電路設(shè)計(jì)、原理、功能等方面地理解.2 .利用proteus輔助實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì).雖然模電、數(shù)電實(shí)驗(yàn)都有現(xiàn)成地實(shí)驗(yàn)箱，但是硬件是固定地，實(shí)驗(yàn)課時(shí)是有限地，并且必須在規(guī)定地時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行.而proteus卻可以不受時(shí)間場(chǎng)地地限制，器件選擇上也更具靈活便利性，雖然不能代替硬件實(shí)驗(yàn)，卻是很好地輔助工具.在實(shí)驗(yàn)課地基礎(chǔ)上，我們鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)教材，利用p

9、roteus軟件設(shè)計(jì)調(diào)試沒有安排進(jìn)實(shí)驗(yàn)課地有關(guān)電路，不少學(xué)生都根據(jù)自己地興趣愛好設(shè)計(jì)調(diào)試了相關(guān)電路，培養(yǎng)了學(xué)生地自主學(xué)習(xí)能力,課程設(shè)計(jì)安排在理論教案及實(shí)驗(yàn)課結(jié)束之后，是電子技術(shù)課程重要地實(shí)踐教案環(huán)節(jié)，經(jīng)過前兩個(gè)教案環(huán)節(jié)地學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步具備了分析設(shè)計(jì)、調(diào)試基本單元電路地能力.綜合考慮系統(tǒng)性、實(shí)用性、啟發(fā)性等因素，我們給學(xué)生提供了多個(gè)難度適中地選題，學(xué)生也可以自行選擇合適地選題.要求學(xué)生首先利用proteus軟件仿真電路，充分理解系統(tǒng)電路地工作原理，再安裝制作、調(diào)試實(shí)際硬件電路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能,pcb板地設(shè)計(jì)也最好利用proteus地ares模塊實(shí)現(xiàn).學(xué)生按要求歷經(jīng)基于仿真基礎(chǔ)上地綜合應(yīng)用電路地設(shè)計(jì)、分析、安裝調(diào)試硬件電路地過程，進(jìn)一步鞏固了基本單元電路地掌握和應(yīng)用，增強(qiáng)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)地能力與綜合分析問題、解決問題地能力，收獲很大.四、結(jié)語(yǔ)在電子技術(shù)課程教案中，利用仿真軟件將理論教案、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，提高了電子技術(shù)課程地教案效果，開發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)地潛在能力，激發(fā)了學(xué)生地學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，開拓了學(xué)生地視野，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)地能力和實(shí)際動(dòng)手能力，為后續(xù)高頻電路、單片機(jī)等專業(yè)課程地學(xué)習(xí)以及參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等奠定了夯實(shí)地基礎(chǔ).在