浅析Proteus软件在电工电子教学中的应用

第一篇：浅析Proteus软件在电工电子教学中的应用

浅析Proteus软件在电工电子教学中的应用

【摘 要】虚拟仿真实验平台很好地解决了到实验室做实验经常会碰到的各种参数不易控制、元件的调换不方便等这些难题。Proteus是目前较为先进和成熟的仿真实验工具，将Proteus软件应用于仿真教学中，能使教学变得形象、直观，把不可视的电子运动转为实际效果，引起学生的学习热情与兴趣，能取得较好的教学效果。

【关键词】Proteus 电工电子 仿真

传统电类课程的教学方法是到实验室做实验，如使用信号发生器、示波器等电子仪器来进行验证。将Proteus软件应用于仿真教学中，能使教学变得形象、直观，把不可视的电子运动转为实际效果，引起学生的学习热情与兴趣。以下举三个例子来说明该软件在一般电类教学中的应用。

1.Proteus在电工基础类教学中的应用

对初学电工的同学来说，电流方向与电位高低关系很难明白，采用软件的交互仿真功能，就能很直观的观察到电流的流向和电位的关系，如图1（a）（b）所示：

（a）图中，交流电为正半周（红点所处位置），上方为高电位（红色），下方为低电位（蓝色），电流从高电位点通过灯泡流到低电位点；再由低电位点通过电源流向高电位点。

（b）图中，交流电为负半周，下方为高电位（红色），上方为低电位（蓝色），电流从高电位点通过灯泡流到低电位点；再由低电位点通过电源流向高电位点。

使用交互仿真功能，还能观察电动机的转动、听到扬声器发出的声音等。其优点是高低电位用不同颜色的导线表示，能观察电流的流向，用电流电压探针动态显示电流电压值，让抽象的概念变得形象具体。

2.Proteus在门电路功能教学中的应用

在数字电路中，门电路的概念和难点比较集中，如果学生没有学会，这门课基本上也学不会。在Proteus软件中调出任意门电路，每个引脚用有色小方块显示其状态：蓝色表示低电平，红色表示高电平，灰色表示浮空，黄色表示冲突。改变A、B输入状态，Q马上有输出结果，明了直观，学生能很快接受和理解异或门电路的功能。

如以下图2（a）（b）所示：为门电路输入输出仿真电路。

图中左边的为逻辑状态输入，只要单击左键或改变箭头，就可以改变输入状态；右边为逻辑探针，根据门电路功能，指示输出状态值。同时，在器件的输入输出端口，用红、蓝点表示电位高低。

采用逻辑状态输入其特点是数据输入简单，无需接其他电源、元件，电路简洁，易于理解。

3.Proteus仿真显示译码器功能教学

七段数码管是较为常用的显示器，但七段数码管要显示，必须由驱动器驱动。CD4511是常用的输出高电平有效的七段显示译码器。如果教学仅仅只是讲解其功能，学生大部分听不懂，也不会使用。采用Proteus仿真教学，变难为易。在Proteus中绘出正确电路图，运行仿真，使CD4511的3号脚LT=0，数码管显示8，说明LT=O，其输出abcdefg=l11111，使七段显示器全亮，用来观测七段显示器是否正常。使能级别最高。使CD4511的3号脚LT=1，4号脚BI=0，其输出abcdefg都为0，即七段显示器完全不亮，4号脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成宇型的系乱。

结束语：上述几个列子，仅仅只是Proteus软件强大功能应用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教学，可以很好地将理论与实践相结合，有利于增强学生的感性认识，培养学生的学习兴趣（学生不怕触电，不用担心损坏元器件等），也部分解决了学校因实训场所不足而不能正常教学的问题。当然，仿真手段也不是万能的，在实际教学过程中，仿真手段还必须配合一定的实际动手操作实验，才能从根本上增强学生的实际应用能力，真正培养出符合社会需求的高技能人才。

【参考文献】

[1]周润景，张丽娜.Proteus入门实用教程.2007.[2]陆静霞.任务驱动教学法的探索与实践.2006.

第二篇：最新的PROTEUS电子教学软件简介及应用实例

最新的PROTEUS电子教学软件简介及应用实例 眉山计算机学校（原洪雅职高）牟继德供稿

（教育技术的现代化和信息化给教育带来了机遇与挑战，特别是对教师的专业知识、能力结构和所采取的教学手段提出了新的要求。随着信息技术的不断发展，信息技术作为辅助教学和科研工作的工具已必不可少。面对教育技术现代化和信息化的挑战，要求教师们重新学习、不断学习，是新形式下教育教学发展的需要，也是教师个人生存能力的提高和进一步发展的需要，老师们要有开放的心态、敢于实践的勇气，在教育技术的现代化和信息化引领下，做一名合格的当代教师。------眉山市教科所 刘海英）

1、Proteus软件简介

Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。此外，Proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，Proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周边设备的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件库，有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，编译方面支持Keil和MPLAB等编译器。

一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。

2、基本操作步骤

A．打开PROTEUS 操作界面。

B．选择“P”，从元件库中提取需要的元器件（选中双击），选择完点OK。

C．在编辑区画电路图,修改元件参数。

D．进行电路仿真。

E．保存文件。

3、电工基础实例----欧姆定律

分析：电源E=12V，r=2Ω，R1=10Ω

R2=12Ω。

I=E/（R1+R2+r）=12/(10+12+2)=0.5A

路端电压：U=E-I×r=12-0.5×2=11V

U1=I×R1=0.5×10=5V

U2=I×R2=0.5×12=6V

U=V1+V2=11V

U=I×(R1+R2)=11V

电源内部压降：U＇=I×r=0.5×2=1V

从仿真看的确如此。

4、模拟电路实例---基本放大电路

A、电路图：

B、分析：

输入信号vi为1mv，5KHZ的正弦波，调节RV1使三极管工作在放大状态。

（1）、用模拟图表观察Vi，Vo的波形。

（2）用示波器仿真的波形

还可以调节RV1使三极管工作在饱和、截止状态，观察输出V0波形的变化，也可用直流电压表测量三极管的两个PN结的电压。

5、数字电路实例------或非门电路

按真值表调节输入A、B的逻辑电平直接观察输出Q的逻辑电平。

6、单片机实例-------流水灯（1）、程序设计。；-------； 流水灯实例

；功能：点亮发光二极管LED并闪烁 ；--------ORG 0000H ；伪指令，指定程序从0000H开始存放 LJMP MAIN ；跳转指令，程序跳转到MAIN处 ORG 0100H ；伪指令，指定程序从0100H开始存放 MAIN: MOV SP,#60H ；给堆栈指针赋初值

MOV P0,#0FFH ；给P0赋初值0FFH，即11111111，LED全灭

；以下为查表程序

MOV DPTR,#LED_TABLE LIGHT: MOV R3,#42 LOOP: MOV A,#42 SUBB A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ；输出显示 LCALL DELAY ；调延时子程序 DJNZ R3,LOOP SJMP LIGHT ；跳转，程序继续 ；延时子程序 DELAY: MOV R7,#10H DELAY0: MOV R6,#7FH DELAY1: MOV R5,#7FH DJNZ R5,$ DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R7,DELAY0 RET ；表格数据 LED_TABLE: DB 0FFH ；全部熄灭

DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH 次逐个点亮

DB 0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,080H,000H ；依；依次逐个叠加

DB 080H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH ；依次逐个递减

DB 07EH,0BDH,0DBH,0E7H,0E7H,0DBH,0BDH,07EH ；两边靠拢后分开

DB 07EH,03CH,018H,000H,000H,018H,03CH,07EH 两边叠加后递减

DB 000H ；全部点亮

END ；结束

（2）、电路图

单片机：TA89C51或TA89C52，晶振12KHZ

；从（3）、进行程序编译嵌入后仿真，效果良好。（4）、还可进行PCB板的设计。

7、综合实验设计

A、串联型晶体管稳压电路。

可以仿真：（1）半波整流。（2）桥式整流。（3）滤波电路。（4）稳压原理。（5）故障演示。B、时序逻辑电路。

74LS196：计数器（8421BCD码），74LS47：7段译码器，4011：与非门，8421BCD码显示器，共阳显示器。

8、使用Proteus软件的好处。

A、培养学习者实验设计能力，并降低科研投入，不担心烧坏设备和元器件。B、支持创新性设计。C、培养团队合作能力。

D、提高实验质量，扩展学习者的思路和提高学习者的学习兴趣。

第三篇：Proteus在电子实践教学课程中应用的研究论文

[摘要]本文介绍了PROTEUS软件在实践教学中的重要作用，阐述了该仿真软件的优势，通过实例说明虚拟仿真在电子设计方面的应用。

[关键词]Proteus 软件 仿真 实践教学

一、前言

伴随着计算机技术的迅猛发展虚拟仿真实验室应运而生，将计算机仿真技术引入电子线路课程设计教学之中，是对传统实践教学和电子电路设计的重大突破。先在计算机上进行虚拟设计、仿真，然后将结果应用到实际电路之中，既降低了设计成本，又缩短了整个设计的周期，从而提高了效率。作为传统实验的重要补充，虚拟实验丰富了实践性教学的手段，有利于现代实验教学观念的更新。例如，对于嵌入式系统开发的爱好者而言，往往没有足够的资金购买昂贵的开发板来进行开发，这时可以选择通过软件仿真来学习嵌入式系统开发。Proteus 是目前最好的能够虚拟嵌入式系统开发中常用的处理器和外围器件的EDA 工具。另外，仿真技术在电子线路课程设计中的应用提高了学生综合分析电路的能力和开发设计的能力，为今后更高层次的设计和实践打下基础。

二、PROTEUS 软件简介

PROTEUS软件由Labcenter公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台，可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能，是目前唯一能够对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。微控制器系统相关的仿真需建立编译和调试环境，可选择Keil C51uVision2 软件。该软件支持众多不同公司的芯片，集编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计。它的界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。

Proteus VSM的核心是ProSPICE，这是一个组合了SPICE3f5模拟仿真器核和基于快速事件驱动的数字仿真器的混合的仿真系统, SPICE 内核的使用使您能采用数目众多的供应厂商提供的SPICE 模型, 目前该软件包包含有约6500个模型。Proteus VSM包含大量的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪、函数发生器、数字信号波型发生器、时钟计数器、虚拟终端以及简单的电压计、电流计。此外仿真器能通过色点来显示每个管脚的状况，这点在单步调试I/O 码时绝对非常有用。

Proteus VSM最主要的特点是它能把微处理器软件作用在处理器上并和连接该微处理器的任何模拟和数字器件协同仿真。微处理器模型和其它器件的模型一道驻留在原理设计中，它仿真执行目标码，就像在真正的单片机系统上。如果程序代码向一个外设口写, 电路中逻辑电平会相应变化，如果电路改变了微处理器管脚的状态，这些也可以在您的程序代码中看到，如同真实系统一样。

PROTEUS VSM FOR ARM/LPC2000 包含做PHILIPS 公司LPC2000 系列设计仿真所需的一切。支持ARM和THUMB 指令集。支持片上外设：GPIO, timers, RTC, UARTS, SPI, I2C, MAM,PLL, ADC and watchdog timer 等。支持VIC 中断子系统。在3G 的PC 环境下可以做10MIPS 的仿真。可以装载ELF/DWARF2 格式文件进行源码调试。可以利用IAR Embedded Workbench 和KeilUV3 与PROTEUS 进行联调。这个软件包包括: ISIS 原理图输入系统。PROSPICE 交互式仿真引擎。LPC2000 系列处理器模型。ARM7TDMI 和ARM7TDMI－S 内核模型。可以用高级图形仿真工具来做基于图表的仿真。由PROTEUS VSM仿真通过的设计可以直接导入到ARES 中进行PCB 设计。

三、PROTEUS 软件仿真的优势

采用Proteus 仿真软件进行虚拟实验, 具有比较明显的优势,如涉及到的电子元件丰富、实验内容全面、硬件投入少、实验过程中安全、损耗小、与工程实践最为接近等。

1．电子元件丰富，内容全面

Proteus软件提供了数千种元器件，它能实验的内容包括软件部分的汇编、C 等语言的调试过程,也包括硬件接口电路中的大部分类型。对同一类功能的接口电路, 可以采用不同的硬件来搭建完成, 可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。该软件可以加快电路系统开发的速度，节约开发成本，提高开发效率。

2．硬件投入少，经济优势明显

Proteus 所提供的元件库中, 大部分可以直接用于接口电路的搭建, 同时该软件所提供的仪表, 不管在质量还是数量上, 都是可靠和经济的。如果在实验教学中投入这样的真实的仪器仪表, 仅仪表的维护来讲, 其工作量也是比较大的。因此采用软件的方式进行教学, 其经济优势是比较明显的。

3．接近实践，提高解决实际工程问题的能力

采用仿真软件后, 学习的投入变得比较的小, 而实际工程问题的研究, 也可以先在软件环境中模拟通过, 再进行硬件的投入,这样处理, 不仅省时省力, 也可以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。最后将仿真调试成功的电路移植到一个具体的硬件电路中进行测试。将仿真软件和具体的工程实践如何结合起来, 利于对工程实践过程的了解和学习。

4．实验过程中安全，仪器多、损耗小

采用Proteus 仿真软件进行的实验教学,可以将大量教学信息直接地表现出来,节约大量昂贵的实验仪器费用,调动学生的学习积极性和主动性,为实践性教学设计过程带来了很大的灵活性,并且打破了空间和时间的限制,避免真实实验或操作所带来的各种危险,则不存在因操作不当而造成的元器件和仪器仪表的损毁, 也涉及到仪器仪表等工作时所造成的能源消耗的问题。

5．采用多媒体教学，丰富了实践性教学的手段

在教学上虚拟实验采用局域网多媒体教学，通过局域网实现教师机对学生机同步演示电路图并讲解其原理，学生根据电路原理图在虚拟实验系统提供的元件库中找到相应的虚拟元件。实验完成后将数据输入到电子实验报告系统中，自动生成实验报告，教师再通过主机将每位学生的实验报告收上来进而完成整个实验教学。

四、教学实例

1．在Proteus 软件平台中绘制原理图

Proteus 软件绘制原理图先从软件包的器件库里取出所需的元件符号并在绘图区布局好, 同时编辑好元件的参数, 接着进行连线, 添加必要的网络标号等步骤。

2．编写程序

(1)对于汇编语言，可直接在Proteus软件平台编写、编译程序，再把产生HEX 文件导入到AT89C51中。

(2)也可打开第三方软件Keil Vision3, 新建项目, 选择微处理芯片, 然后编写程序, 编译源程序。产生HEX 文件, 并选中Use Proteus VSM Simulator。该温控电路主要程序如下：

******************************************

DAT BIT P2.0;数据通信口

WDLSB DATA 30H;读出的温度低字节

WDMSB DATA 31H;读出的温度高字节

MAIN: MOV SP,#60H

MOV P2,#0FFH

MOV R2,#8

MOV R0,#40H;

OVER: MOV @R0,#00H;清显示缓冲

INC R0

DJNZ R2,OVER

MOV TMOD,#21H;T0=16B Counter,T1=8B autoload

MOV TH1,#0FDH;串口波特率9600@11.0592M

MOV TL1,#0FDH

MOV SCON,#50H;串口方式1: 8,N,1MOV PCON,#00H

MOV TH0,#LOW(65535-10000)

MOV TL0,#HIGH(65535-10000)

SETB EA

SETB ET0

SETB TR1

SETB TR0

LOOP: LCALL DSWD;调用读出DS18B20温度程序

SJMP LOOP;读出DS18B20温度程序

DSWD:

CLR EA

LCALL RSTSNR

JNB F0,KEND;如果没有应答，返回主程序

MOV R0,#0CCH

LCALL SEND_BYTE;跳过ROM匹配

MOV R0,#44H;发出温度转换命令

LCALL SEND_BYTE

SETB EA

MOV P1,#00001111B

MOV 48H,#1;延时75ms以上准备读

SS2: MOV 49H,#25

5SS1: MOV 4AH,#255

SS0: DJNZ 4AH,SS0

DJNZ 49H,SS1

DJNZ 48H,SS

2MOV P1,#11111100B

CLR EA

LCALL RSTSNR

JNB F0,KEND

MOV R0,#0CCH;跳过ROM匹配

LCALL SEND_BYTE

MOV R0,#0BEH;发出读温度命令

LCALL SEND_BYTE

LCALL READ_BYTE

MOV WDLSB,A

LCALL READ_BYTE

MOV WDMSB,A

LCALL TRANS12

KEND: SETB EA

RET

******************************************

3．电路的调试与仿真

对于汇编语言程序可直接在Proteus平台编译、仿真和调试程序，如果采用第三方软件Keil编程（C语言或汇编语言）可按照以下步骤进行仿真调试。

(1)打开Proteus 绘制电路图, 在AT89C51 中导入在Keil平台中编译出的HEX 文件,选中Use Remote Debug Monitor。

(2)在Keil 中选择调试,可顺序和单步运行程序, 调出Proteus ISIS 界面, 在Debug 菜单下选择Virtual Terminal, 打开虚拟终端, 在键盘上按键, 在虚拟终端窗口中就会显示相应的字符，调节虚拟的温度传感器（DS18B20）温度，就可在数码管中显示准确的温度值。

五、结束语

Proteus仿真与传统的实验教学相比,虚拟实验教学方法效率更高、互动性更好。传统实验是在实验箱进行，实验室提供的仪器和实验箱上提供的元件有限，只能完成一些常规实验。而在虚拟实验平台上提供了大量的虚拟仪器和电子元件供学生使用,这样就可以在虚拟实验教学过程中激发学生的创造性，这是传统实验教学无法比拟的。

参考文献：

[1]许文斌.proteus 软件在单片机系统仿真实验教学中的应用[J].商业经济，2006，(3).[2]代启化.proteus 在单片机电路系统设计中的应用[J].自动化与仪器仪表，2006，(6).[3]周润景，张丽娜.基于Proteus 的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京航空航天大学出版社，2006.5.

第四篇：Edison仿真软件在电工基础课教学中的应用

Edison仿真软件在电工基础课教学中的应用

范宏明

（酒泉工贸中等专业学校，甘肃 酒泉 735000）

摘要：《电工基础》是中等职业学校电工电子类专业的一门专业基础课程，具有很强的实践性。在教学中如果能积极创造条件使用Edison软件进行教学辅助，将会有效调动学生学习兴趣与积极性，提高教学质量，改善教学手段，丰富教学内容，提高课堂教学效果，而且对于培养学生的自主能力、创新能力、分析和解决问题的能力都起到了潜移默化的作用。

关键词 Edison 仿真

辅助 教学

《电工基础》是中等职业学校电工电子类专业的一门专业基础课程，具有很强的实践性。学习本门课程需要学生不但具备扎实的数学、物理方面的有相关理论知识，而且要求学生具备较强的抽象思维和严谨的推导能力。而从目前中职招生情况来看，所招收的学生大多数是来自初级中学的分流学生，他们不但学习基础、学习行为和习惯差，而且有相当一部分学生其数学和物理知识更是匮乏，这种现象我校更为普遍。学生的这一现状对《电工基础》课程传统教学模式提出了新的挑战。面对这一特殊群体，如何有效地开展教学，调动学生学习的兴趣与积极性，如何获得最佳的教学效果，成为课任教师亟需思考的问题。在教学中如果能积极创造条件使用Edison软件进行教学辅助，将会很好的解决上述问题。下面就Edison软件及其在教学过程中的应用作如下探讨：

一、Edison软件简介

Edison（爱迪生）由匈牙利DesignSoft公司推出的电子电路仿真分析、设计软件，是目前广为使用的教学软件，它为课任教师和学生创造了一个独特的全新学习环境。因为Edison的环境是以3D实体的零件造型，让初学者有置身于真实电路实验室的感觉，加上有趣的声、光效果，如在电路中有发光的灯泡，可以看到灯泡光线强弱的变化，又如电动机，可以看到其转动的快慢及方向，加上声音的配合，使初学者仿佛在游戏中学习，让初学者在不知不觉中学习电学知识，快速引导初学者进入电子学领域，从而引起初学者的兴趣，是师生的良师益友。同时，爱迪生可以做几十个电学方面的实验，既可以弥补实验仪器、元件少的不足又可避免仪器、元器件的损坏。在教学中如能充分合理地使用必将使教师的教学及学生的学习效率大大提高。

2电阻的彩色条形码也会自动地改变！|如果外加的电压太高灯泡就会烧毁！然而，一切都可以补救，使用修复功能可复原损坏了的元件并使电路工作。

电工基础课是一门实践性很强的课程，理论学习必须紧密地与实验结合起来。在理论课学习过程中,抽几节课讲解Edison画图及仿真的用法。在实验课中，结合实验进行仿真，先按实验电路图及实验要求在实验电路板对电路进行连接，然后根据实验步骤更改各元器件的参数，再对仪表测得的数据分次进行记载，最后根据实验数据总结验证实验结果。这样学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高。特别是在较为复杂的实验中，学生粗心的连接或操作可能会使电路短路或元器件损坏，通过软件的提示及修复功能或使学生加深对实验内容和要求的理解，大大提高了学生分析问题、解决问题的能力，同时又不会造成硬件损坏或人身伤害。

四、Edison软件使用中应注意的问题

采用Edison 辅助教学，需要借助多媒体教室，它改善了教学手段，丰富了教学内容，减少了老师由于画电路图、波形图而浪费很多课堂有效教学时间，也能更形象生动地将难于理解的知识用仿真的形式表现出来，也更能激发出学生学习电学知识的兴趣。但任何科学技术都是一把双刃剑，有利亦有弊，如果完全用虚拟实验取代实物实验，就只会在电脑上仿真，学生对真实元器件的封装、检测等认知程度大大降低，对使用仪器的操作能力大大削弱，缺少对实际电子产品设计的布局能力、布线能力、安装调试能力。为了避免其弊端，我们应采用虚实结合，一方面要强调仿真实验对教学的辅助作用，同时也要认识到实际动手能力的重要性，两者必须相辅相成，有机结合。既要合理安排仿真实验课时，主要以学生自己上机实验为主，课堂上进行基本电路的仿真；又要精心选择仿真实验课题，为学生提供科学、合理的仿真实验题目，让学生通过实验，掌握知识，提高兴趣；还要让学生做一些设计

第五篇：Ρroteus电子电路仿真软件在电子技术课程教学中的应用

Proteus电子电路仿真软件在电子技术教学中的应用

电子信息系应用电子教研室

陆丽梅

摘要 随着科技的发展，电子技术的应用也越来越广，越来深入，传统的理论课堂教学临着着很大的挑战。但随着计算机技术的普及、EDA 技术的广泛应用，将EDA 技术引入电子技术课程教学,可以使电子技术的课堂教学紧跟时代的脚步。本文以电子技术课程中的“三极管放大器”电路的分析为例来说明EDA软件之一Proteus仿真软件在电子技术课程教学中的应用。

关键词 电子技术 Proteus仿真软件

“电子技术” 是电子信息、通信、计算机等专业一门重要的专业基础课程，随着电子技术和计算机的迅速发展，电子技术的应用越来越广泛，新器件、新电路和新技术不断的涌现,我们的课堂教学也将面临着着更大的挑战。将EDA(Electronic DesignAutomation电子设计自动化)技术引入电子技术课程教学, 可以使学生在掌握制作、检测技能的同时,通过EDA技术软件进行设计、仿真,理解所操作的技能的原理,增加学习的兴趣。同时可使课堂教学更生动、直观,达到让电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。

一 电子技术多媒体课件的特点

多媒体课件是以计算机为操作平台，运用多媒体技术将文字、声音、图象、动画和视频等集成于一体，使抽象的内容具体化、枯燥的内容趣味化。从而拓宽学生的知识视野，提高学生的学习兴趣，是现代教学发展的必然趋势。电子技术的研究对象主要半导体材料和器件（二极管、三极管、场效应管）及其基本电路、功率放大电路、集成运算放大器及其应用电路、负反馈放大电路、直流稳压电源等，其特点主要表现在：

(1)电子技术中基本单元电路、关键元件多，复杂；电路中的元件(器件)动作方式属于线性变化的电路，通常着重的是放大倍率、信噪比、工作频率等问题。如:直流稳压电源电路,放大器电路,报警电路，显示电路，振荡电路等都是可仿真电路。

(2)当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上），而这些都是比较抽象，看不到也感觉不到的。

二、电子电路仿真软件Proteus功能特点

1、Proteus电子电路仿真软件功能

Proteus仿真软件是可以对电子技术电路进行模拟仿真的工作台,具有较完善的各种元器件原理图库、元件封装图、常用测量、常用的分析仪器等。能进行电子电路设计仿真，并能对电子电路进行较详细的分析,包括静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和器件的线性与非线性分析, 还能进行离散付里叶分析、零极点分析等多种高级分析。Proteus不但是一个非常优秀的电子设计软件, 而且也是一个非常优秀的电子技术模拟实际训练软件,它几乎可以完成在实验室进行的所有电子技术的实验,并且和实际实验情况非常贴切,选用的元器件和仪器也和实际情况非常相近,一般会正确使用常规仪器的读者,都能较快地掌握软件所提供的虚拟仪器的使用方法。另外在实验设备和仪器不能满足某些实验课要求的情况下,用Proteus进行仿真实验不失为一种有效的补充方法。

2、Proteus电子电路仿真软件特点(1)直观的操作界面

由于Proteus软件是基于Windows 操作系统上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 环境下的软件操作方法一样,所见即所得，Proteus采用图形方式创建电路，所需要的元器件和测量仪器可直接从窗口中选取拖到电路图中，使用特别方便，而且元器件和仪器的图形与实物外形非常接近，仿真效果好，要用的元器件、仪器等,只要用鼠标点击,随时可以取来,完成参数设置,连接成电路,就可以启动运行,进行分析和测试。因此Proteus软件具有入门容易,学习轻松,结合实际,富有趣味的特点。使用者可以在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。

（2）丰富的元器件库

Proteus软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。Proteus提供了数千种虚拟电路元器件，包括信号源、基本元件、晶体管、集成电路、指示器件、控制器件等36大类，其中数字集成电路库中存放了最常用的各种TTL、CMOS数字集成电路，各元器件的参数均可随意设定，用户还可根据需要方便地扩充已有的元器件库。软件还可以容易的上网升级，使市场上新出的元件都能在Proteus中找到。

（3）兼容性强

作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。能将设计

好的电路文件直接输出到常用的一些电子电路排版软件, 如protel、EWB、CAD等, 排出印刷电路板图,为实现电子电路的设计提供了很大的方便。

（4）齐全的测试仪器

Proteus提供了仿真实验EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器使用方法。所需的虚拟仪器设备，包括函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等，利用这些虚拟仪器可多方位地观察仿真结果。Proteus提供了8种基本分析工具、6种扫描分析工具、2种系统分析工具，可对电子技术进行仿真分析，还可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障进行分析。

（5）安装简单，易操作

Proteus是个免费软件，下载后安装不用一分钟，也不用激活等烦杂操作，安装后只需把密码钥匙复制到安装盘的目录下，如果是7.8版的只需升级破解码即可。这软件是原是我们电子系单片机的老师上课用，在2008年有老师开始将它使用于数字电路的教学中，本人于2011年开始将它应用于模拟电路中，并于这两年在电子系推行，包括没过电脑的退休老教师或和不会电脑仿真的老师都可以很快的学会操作，并应用本人设计的Proteus电路进行教学，教学效果显著。

三、在电子技术课堂教学中应用电子电路仿真软件Proteus

1、在电子技术教学中应用电子电路仿真软件Proteus的优点

电子技术是电子专业的一门骨干课程,其教学效果的好、坏,学生掌握的程度, 将直接影响后续各类相关专业课程的教学效果。目前,在电子技术课程教学中, 教师一般采用的教学方法是:先在课堂上给学生介绍理论知识,再引用使用的电路及实物加以论证,然后由学生通过做电子制作和检测加深对理论的理解。这种传统的教学方式,存在着以下的问题:一是大多数教师认为理论引导技能，所以只有传授理论知识到位了,制作及检测才有真实的意义，使学生觉得理论课堂枯燥乏味，觉得电子难学,从而对学习电子失去兴趣。二是理论分析通常都是一些繁琐的公式推导及一些孤立的计算数据,很难形成电路的特性曲线,缺乏直观性,更难对电路的参数进行分析及优化设计。三是学生在听理论课时,由于跟实际联系不上,对理论难以理解,甚至于不能理解,造成对电子技术“难学、抽象”的思想障碍,从而对学习失去兴趣。将Proteus引入电子技术教学,可以使教师在讲解理论或引导学生制作及检测的同时,利用Proteus软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习兴趣。使课堂教

学更加生动、直观,使电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解，使电子的制作及检测具有更好的可操作性。

2、在电子技术课堂教学中应用Proteus电子电路仿真软件实例

下面以Proteus7.8版本为例通过“三极管放大器“分析为例,说明Proteus软件在电子技术课程教学中的应用效果。

打开Proteus，在电路工作区输入如下图1电路。其中正弦交流信号电压幅度设置为0.1V 频率设置为1kHz,如图连接示波器和电压表利用Proteus7.8进行仿真分析,(1)．测试电路的功能

图1三极管放大器

如图1将电源、信号源、示波器探头接入电路，打开软件左下脚的播放按键，电路开始仿真如图1从图中可直观的看到，输入信号的波形，三极管基极的波形，三极管发射极波形、集电极的波形之间的关系，以及放大的电路的正常Ube、Uce电压值。(2)．电路的故障现象及排除方法

Proteus软件的电路可操作性强，可以方便的调整电路的连接或元件的参数来观察电路出现的故障，并通过演示故障排除方法让学生很容易掌握实际的故障操作。

如下图

2、图3调节电位器RV1可观察到波形的失真情况，同时得到失真时电压的特点。

图3截止失真

(3)．电路的元件参数设置

为保证电路正常运行，元件参数的选择是很很重要的，如何选择元件呢选择的元件能不能让电路正常呢，可以通过仿真来验证。Proteus软件可以很方便的更改元件参数来观察电路的如下图4，是对下偏置电阻的参数的更改，可改变元件的型号、序号、参数值、封装等。

图4 元件参数的调整

四 小结

可见,在电子技术课程教学中,应用Proteus仿真软件进行理论分析及电路结构的模拟分析时,可以使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化, 使枯燥的电路特性分析变得生动、形象、真实、可信,让学生在课堂中就能感受到实验才具有的测试效果,更好地把理论与实验

联系起来。虽然,软件的仿真不能完全代替硬件试验,但Proteus软件的仿真分析功能与精确度,是任何硬件实验都难以达到的。因此,将Proteus软件应用于电子技术教学,将有利于培养学生用工程观点分析问题的解决问题的能力,全面提高学生的整体科技素质。