第一篇：Ρroteus電子電路仿真軟件在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

Proteus電子電路仿真軟件在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

電子信息系應(yīng)用電子教研室

陸麗梅

摘要 隨著科技的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣，越來深入，傳統(tǒng)的理論課堂教學(xué)臨著著很大的挑戰(zhàn)。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及、EDA 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將EDA 技術(shù)引入電子技術(shù)課程教學(xué),可以使電子技術(shù)的課堂教學(xué)緊跟時(shí)代的腳步。本文以電子技術(shù)課程中的“三極管放大器”電路的分析為例來說明EDA軟件之一Proteus仿真軟件在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 電子技術(shù) Proteus仿真軟件

“電子技術(shù)” 是電子信息、通信、計(jì)算機(jī)等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，新器件、新電路和新技術(shù)不斷的涌現(xiàn),我們的課堂教學(xué)也將面臨著著更大的挑戰(zhàn)。將EDA(Electronic DesignAutomation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)技術(shù)引入電子技術(shù)課程教學(xué), 可以使學(xué)生在掌握制作、檢測(cè)技能的同時(shí),通過EDA技術(shù)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真,理解所操作的技能的原理,增加學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)可使課堂教學(xué)更生動(dòng)、直觀,達(dá)到讓電子技術(shù)課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

一 電子技術(shù)多媒體課件的特點(diǎn)

多媒體課件是以計(jì)算機(jī)為操作平臺(tái)，運(yùn)用多媒體技術(shù)將文字、聲音、圖象、動(dòng)畫和視頻等集成于一體，使抽象的內(nèi)容具體化、枯燥的內(nèi)容趣味化。從而拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電子技術(shù)的研究對(duì)象主要半導(dǎo)體材料和器件（二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管）及其基本電路、功率放大電路、集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用電路、負(fù)反饋放大電路、直流穩(wěn)壓電源等，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

(1)電子技術(shù)中基本單元電路、關(guān)鍵元件多，復(fù)雜；電路中的元件(器件)動(dòng)作方式屬于線性變化的電路，通常著重的是放大倍率、信噪比、工作頻率等問題。如:直流穩(wěn)壓電源電路,放大器電路,報(bào)警電路，顯示電路，振蕩電路等都是可仿真電路。

(2)當(dāng)圖像信息和聲音信息改變時(shí)，信號(hào)的波形也改變，即模擬信號(hào)待傳播的信息包含在它的波形之中（信息變化規(guī)律直接反映在模擬信號(hào)的幅度、頻率和相位的變化上），而這些都是比較抽象，看不到也感覺不到的。

二、電子電路仿真軟件Proteus功能特點(diǎn)

1、Proteus電子電路仿真軟件功能

Proteus仿真軟件是可以對(duì)電子技術(shù)電路進(jìn)行模擬仿真的工作臺(tái),具有較完善的各種元器件原理圖庫、元件封裝圖、常用測(cè)量、常用的分析儀器等。能進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)仿真，并能對(duì)電子電路進(jìn)行較詳細(xì)的分析,包括靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、時(shí)域分析、頻域分析、噪聲分析、失真分析和器件的線性與非線性分析, 還能進(jìn)行離散付里葉分析、零極點(diǎn)分析等多種高級(jí)分析。Proteus不但是一個(gè)非常優(yōu)秀的電子設(shè)計(jì)軟件, 而且也是一個(gè)非常優(yōu)秀的電子技術(shù)模擬實(shí)際訓(xùn)練軟件,它幾乎可以完成在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的所有電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn),并且和實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況非常貼切,選用的元器件和儀器也和實(shí)際情況非常相近,一般會(huì)正確使用常規(guī)儀器的讀者,都能較快地掌握軟件所提供的虛擬儀器的使用方法。另外在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器不能滿足某些實(shí)驗(yàn)課要求的情況下,用Proteus進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)不失為一種有效的補(bǔ)充方法。

2、Proteus電子電路仿真軟件特點(diǎn)(1)直觀的操作界面

由于Proteus軟件是基于Windows 操作系統(tǒng)上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 環(huán)境下的軟件操作方法一樣,所見即所得，Proteus采用圖形方式創(chuàng)建電路，所需要的元器件和測(cè)量儀器可直接從窗口中選取拖到電路圖中，使用特別方便，而且元器件和儀器的圖形與實(shí)物外形非常接近，仿真效果好，要用的元器件、儀器等,只要用鼠標(biāo)點(diǎn)擊,隨時(shí)可以取來,完成參數(shù)設(shè)置,連接成電路,就可以啟動(dòng)運(yùn)行,進(jìn)行分析和測(cè)試。因此Proteus軟件具有入門容易,學(xué)習(xí)輕松,結(jié)合實(shí)際,富有趣味的特點(diǎn)。使用者可以在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選取；軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。

（2）豐富的元器件庫

Proteus軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。Proteus提供了數(shù)千種虛擬電路元器件，包括信號(hào)源、基本元件、晶體管、集成電路、指示器件、控制器件等36大類，其中數(shù)字集成電路庫中存放了最常用的各種TTL、CMOS數(shù)字集成電路，各元器件的參數(shù)均可隨意設(shè)定，用戶還可根據(jù)需要方便地?cái)U(kuò)充已有的元器件庫。軟件還可以容易的上網(wǎng)升級(jí)，使市場(chǎng)上新出的元件都能在Proteus中找到。

（3）兼容性強(qiáng)

作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。能將設(shè)計(jì)

好的電路文件直接輸出到常用的一些電子電路排版軟件, 如protel、EWB、CAD等, 排出印刷電路板圖,為實(shí)現(xiàn)電子電路的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。

（4）齊全的測(cè)試儀器

Proteus提供了仿真實(shí)驗(yàn)EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器使用方法。所需的虛擬儀器設(shè)備，包括函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀等，利用這些虛擬儀器可多方位地觀察仿真結(jié)果。Proteus提供了8種基本分析工具、6種掃描分析工具、2種系統(tǒng)分析工具，可對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行仿真分析，還可以對(duì)被仿真電路中的元器件設(shè)置各種故障進(jìn)行分析。

（5）安裝簡單，易操作

Proteus是個(gè)免費(fèi)軟件，下載后安裝不用一分鐘，也不用激活等煩雜操作，安裝后只需把密碼鑰匙復(fù)制到安裝盤的目錄下，如果是7.8版的只需升級(jí)破解碼即可。這軟件是原是我們電子系單片機(jī)的老師上課用，在2008年有老師開始將它使用于數(shù)字電路的教學(xué)中，本人于2011年開始將它應(yīng)用于模擬電路中，并于這兩年在電子系推行，包括沒過電腦的退休老教師或和不會(huì)電腦仿真的老師都可以很快的學(xué)會(huì)操作，并應(yīng)用本人設(shè)計(jì)的Proteus電路進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)效果顯著。

三、在電子技術(shù)課堂教學(xué)中應(yīng)用電子電路仿真軟件Proteus

1、在電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用電子電路仿真軟件Proteus的優(yōu)點(diǎn)

電子技術(shù)是電子專業(yè)的一門骨干課程,其教學(xué)效果的好、壞,學(xué)生掌握的程度, 將直接影響后續(xù)各類相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)效果。目前,在電子技術(shù)課程教學(xué)中, 教師一般采用的教學(xué)方法是:先在課堂上給學(xué)生介紹理論知識(shí),再引用使用的電路及實(shí)物加以論證,然后由學(xué)生通過做電子制作和檢測(cè)加深對(duì)理論的理解。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式,存在著以下的問題:一是大多數(shù)教師認(rèn)為理論引導(dǎo)技能，所以只有傳授理論知識(shí)到位了,制作及檢測(cè)才有真實(shí)的意義，使學(xué)生覺得理論課堂枯燥乏味，覺得電子難學(xué),從而對(duì)學(xué)習(xí)電子失去興趣。二是理論分析通常都是一些繁瑣的公式推導(dǎo)及一些孤立的計(jì)算數(shù)據(jù),很難形成電路的特性曲線,缺乏直觀性,更難對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)。三是學(xué)生在聽理論課時(shí),由于跟實(shí)際聯(lián)系不上,對(duì)理論難以理解,甚至于不能理解,造成對(duì)電子技術(shù)“難學(xué)、抽象”的思想障礙,從而對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣。將Proteus引入電子技術(shù)教學(xué),可以使教師在講解理論或引導(dǎo)學(xué)生制作及檢測(cè)的同時(shí),利用Proteus軟件進(jìn)行仿真、演示,使學(xué)生消除“抽象感”,增加學(xué)習(xí)興趣。使課堂教

學(xué)更加生動(dòng)、直觀,使電子技術(shù)課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解，使電子的制作及檢測(cè)具有更好的可操作性。

2、在電子技術(shù)課堂教學(xué)中應(yīng)用Proteus電子電路仿真軟件實(shí)例

下面以Proteus7.8版本為例通過“三極管放大器“分析為例,說明Proteus軟件在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果。

打開Proteus，在電路工作區(qū)輸入如下圖1電路。其中正弦交流信號(hào)電壓幅度設(shè)置為0.1V 頻率設(shè)置為1kHz,如圖連接示波器和電壓表利用Proteus7.8進(jìn)行仿真分析,(1)．測(cè)試電路的功能

圖1三極管放大器

如圖1將電源、信號(hào)源、示波器探頭接入電路，打開軟件左下腳的播放按鍵，電路開始仿真如圖1從圖中可直觀的看到，輸入信號(hào)的波形，三極管基極的波形，三極管發(fā)射極波形、集電極的波形之間的關(guān)系，以及放大的電路的正常Ube、Uce電壓值。(2)．電路的故障現(xiàn)象及排除方法

Proteus軟件的電路可操作性強(qiáng)，可以方便的調(diào)整電路的連接或元件的參數(shù)來觀察電路出現(xiàn)的故障，并通過演示故障排除方法讓學(xué)生很容易掌握實(shí)際的故障操作。

如下圖

2、圖3調(diào)節(jié)電位器RV1可觀察到波形的失真情況，同時(shí)得到失真時(shí)電壓的特點(diǎn)。

圖3截止失真

(3)．電路的元件參數(shù)設(shè)置

為保證電路正常運(yùn)行，元件參數(shù)的選擇是很很重要的，如何選擇元件呢選擇的元件能不能讓電路正常呢，可以通過仿真來驗(yàn)證。Proteus軟件可以很方便的更改元件參數(shù)來觀察電路的如下圖4，是對(duì)下偏置電阻的參數(shù)的更改，可改變?cè)男吞?hào)、序號(hào)、參數(shù)值、封裝等。

圖4 元件參數(shù)的調(diào)整

四 小結(jié)

可見,在電子技術(shù)課程教學(xué)中,應(yīng)用Proteus仿真軟件進(jìn)行理論分析及電路結(jié)構(gòu)的模擬分析時(shí),可以使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實(shí)際化, 使枯燥的電路特性分析變得生動(dòng)、形象、真實(shí)、可信,讓學(xué)生在課堂中就能感受到實(shí)驗(yàn)才具有的測(cè)試效果,更好地把理論與實(shí)驗(yàn)

聯(lián)系起來。雖然,軟件的仿真不能完全代替硬件試驗(yàn),但Proteus軟件的仿真分析功能與精確度,是任何硬件實(shí)驗(yàn)都難以達(dá)到的。因此,將Proteus軟件應(yīng)用于電子技術(shù)教學(xué),將有利于培養(yǎng)學(xué)生用工程觀點(diǎn)分析問題的解決問題的能力,全面提高學(xué)生的整體科技素質(zhì)。

第二篇：仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

內(nèi)容摘要：

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的一些做法，通過仿真虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與理論有機(jī)結(jié)合的教學(xué)手段，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了課堂教學(xué)效率，具有極其重要的作用，使大家認(rèn)識(shí)到仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的一些做法，通過仿真虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與理論有機(jī)結(jié)合的教學(xué)手段，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了課堂教學(xué)效率，具有極其重要的作用，使大家認(rèn)識(shí)到仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術(shù) 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 應(yīng)用

電子課程教學(xué)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐過程中，如果結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬電子電路實(shí)驗(yàn)和電路設(shè)計(jì)的仿真，作為教學(xué)的補(bǔ)充，既幫助學(xué)生更好地理解電子技術(shù)的理論知識(shí)，又能確保課程實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)的正確性，還為設(shè)計(jì)者免去了重復(fù)“制作—修改—再制作—再修改”的重復(fù)勞動(dòng)，可以取得良好的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，這種教學(xué)、設(shè)計(jì)手段的運(yùn)用，有助于增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力。我現(xiàn)介紹我院將仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)際做法。

1.將虛擬仿真引入課堂，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率

過去主要是理論課教學(xué)，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學(xué)生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學(xué)效率，需要配合演示實(shí)驗(yàn)。但準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，需要花費(fèi)較多時(shí)間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會(huì)占用過多時(shí)間，影響教學(xué)進(jìn)度。

現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)課堂，在講解理論的同時(shí)，利用多媒體同步演示，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來仿真的兩個(gè)實(shí)例。

在模擬電路中講授振蕩電路的起振時(shí)，通過電路的正反饋?zhàn)饔茫敵鲂盘?hào)就會(huì)逐漸由小變大，當(dāng)振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學(xué)生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現(xiàn)在利用protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對(duì)波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學(xué)效率。

2.開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

電子技術(shù)課是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來。以往，實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是上實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。

我們的做法:在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生必須先將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計(jì)要求。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)水平。這樣很好地解決了原來設(shè)計(jì)電路的缺陷：先設(shè)計(jì)出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當(dāng)調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費(fèi)大量的電子元器件。

第三篇：淺析Proteus軟件在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用

淺析Proteus軟件在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)很好地解決了到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)碰到的各種參數(shù)不易控制、元件的調(diào)換不方便等這些難題。Proteus是目前較為先進(jìn)和成熟的仿真實(shí)驗(yàn)工具，將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學(xué)中，能使教學(xué)變得形象、直觀，把不可視的電子運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為實(shí)際效果，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，能取得較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】Proteus 電工電子 仿真

傳統(tǒng)電類課程的教學(xué)方法是到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，如使用信號(hào)發(fā)生器、示波器等電子儀器來進(jìn)行驗(yàn)證。將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學(xué)中，能使教學(xué)變得形象、直觀，把不可視的電子運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為實(shí)際效果，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。以下舉三個(gè)例子來說明該軟件在一般電類教學(xué)中的應(yīng)用。

1.Proteus在電工基礎(chǔ)類教學(xué)中的應(yīng)用

對(duì)初學(xué)電工的同學(xué)來說，電流方向與電位高低關(guān)系很難明白，采用軟件的交互仿真功能，就能很直觀的觀察到電流的流向和電位的關(guān)系，如圖1（a）（b）所示：

（a）圖中，交流電為正半周（紅點(diǎn)所處位置），上方為高電位（紅色），下方為低電位（藍(lán)色），電流從高電位點(diǎn)通過燈泡流到低電位點(diǎn)；再由低電位點(diǎn)通過電源流向高電位點(diǎn)。

（b）圖中，交流電為負(fù)半周，下方為高電位（紅色），上方為低電位（藍(lán)色），電流從高電位點(diǎn)通過燈泡流到低電位點(diǎn)；再由低電位點(diǎn)通過電源流向高電位點(diǎn)。

使用交互仿真功能，還能觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音等。其優(yōu)點(diǎn)是高低電位用不同顏色的導(dǎo)線表示，能觀察電流的流向，用電流電壓探針動(dòng)態(tài)顯示電流電壓值，讓抽象的概念變得形象具體。

2.Proteus在門電路功能教學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)字電路中，門電路的概念和難點(diǎn)比較集中，如果學(xué)生沒有學(xué)會(huì)，這門課基本上也學(xué)不會(huì)。在Proteus軟件中調(diào)出任意門電路，每個(gè)引腳用有色小方塊顯示其狀態(tài)：藍(lán)色表示低電平，紅色表示高電平，灰色表示浮空，黃色表示沖突。改變A、B輸入狀態(tài)，Q馬上有輸出結(jié)果，明了直觀，學(xué)生能很快接受和理解異或門電路的功能。

如以下圖2（a）（b）所示：為門電路輸入輸出仿真電路。

圖中左邊的為邏輯狀態(tài)輸入，只要單擊左鍵或改變箭頭，就可以改變輸入狀態(tài)；右邊為邏輯探針，根據(jù)門電路功能，指示輸出狀態(tài)值。同時(shí)，在器件的輸入輸出端口，用紅、藍(lán)點(diǎn)表示電位高低。

采用邏輯狀態(tài)輸入其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)輸入簡單，無需接其他電源、元件，電路簡潔，易于理解。

3.Proteus仿真顯示譯碼器功能教學(xué)

七段數(shù)碼管是較為常用的顯示器，但七段數(shù)碼管要顯示，必須由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。CD4511是常用的輸出高電平有效的七段顯示譯碼器。如果教學(xué)僅僅只是講解其功能，學(xué)生大部分聽不懂，也不會(huì)使用。采用Proteus仿真教學(xué)，變難為易。在Proteus中繪出正確電路圖，運(yùn)行仿真，使CD4511的3號(hào)腳LT=0，數(shù)碼管顯示8，說明LT=O，其輸出abcdefg=l11111，使七段顯示器全亮，用來觀測(cè)七段顯示器是否正常。使能級(jí)別最高。使CD4511的3號(hào)腳LT=1，4號(hào)腳BI=0，其輸出abcdefg都為0，即七段顯示器完全不亮，4號(hào)腳可供使用者控制僅對(duì)有效數(shù)據(jù)譯碼，避免在無意義的數(shù)據(jù)輸入時(shí)顯示出來造成宇型的系亂。

結(jié)束語：上述幾個(gè)列子，僅僅只是Proteus軟件強(qiáng)大功能應(yīng)用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教學(xué)，可以很好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，有利于增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（學(xué)生不怕觸電，不用擔(dān)心損壞元器件等），也部分解決了學(xué)校因?qū)嵱?xùn)場(chǎng)所不足而不能正常教學(xué)的問題。當(dāng)然，仿真手段也不是萬能的，在實(shí)際教學(xué)過程中，仿真手段還必須配合一定的實(shí)際動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，才能從根本上增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，真正培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的高技能人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周潤景，張麗娜.Proteus入門實(shí)用教程.2007.[2]陸靜霞.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的探索與實(shí)踐.2006.

第四篇：Multisim仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

Multisim仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要 在數(shù)字電子技術(shù)課堂中利用Multisim仿真軟件進(jìn)行教學(xué)演示，使得枯燥乏味的教學(xué)活動(dòng)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)教學(xué)效果。該軟件還可以在電路設(shè)計(jì)及電路制作等其他實(shí)踐和創(chuàng)新環(huán)節(jié)開發(fā)出更大更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 Multisim；動(dòng)態(tài)仿真；數(shù)字電子技術(shù)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）06-0017-03

在數(shù)字電子技術(shù)課堂教學(xué)中，教師經(jīng)常需要講解一些電路圖、波形圖、時(shí)序圖等圖形，傳統(tǒng)的方法無非就是黑板、多媒體投影等形式，以便增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的理解。但這里有個(gè)明顯的問題，對(duì)大部分教師而言，要花大量的時(shí)間在黑板上或者PPT上把各種電路圖、波形圖或者時(shí)序圖等精準(zhǔn)地畫出來，往往是事倍功半，因?yàn)楫嬆切﹫D形既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。從學(xué)生角度，也無法正確理解這些圖的變化與參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，與實(shí)際明顯脫節(jié)。這樣的學(xué)習(xí)很難引起學(xué)生的充分注意，因而也就不容易建立學(xué)習(xí)興趣，所以學(xué)習(xí)效率也往往較低。結(jié)合現(xiàn)代職業(yè)教育的理念，這種教學(xué)模式和教學(xué)過程理論聯(lián)系實(shí)際明顯不夠，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高也在所難免。

Multisim仿真軟件中有強(qiáng)大的元器件庫和儀表庫，可以充分利用軟件中這些強(qiáng)大庫功能，同時(shí)針對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)梳理出數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)重難點(diǎn)，根據(jù)重難點(diǎn)繪制好電路圖并將電路圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真演示。Multisim仿真軟件運(yùn)行時(shí)的波形圖、時(shí)序圖等是動(dòng)態(tài)效果圖，很容易集中學(xué)生的注意力。在淺化知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，內(nèi)容講授過程變得更生動(dòng)有形，課堂氛圍既嚴(yán)謹(jǐn)又活潑，學(xué)生在潛移默化中提高了興趣，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。Multisim軟件簡介

Electronics Workbench（EWB）也稱為“虛擬電子工作平臺(tái)”，是加拿大IIT公司在20世紀(jì)八九十年代推出的用來進(jìn)行電路仿真與設(shè)計(jì)的EDA軟件。美國國家儀器儀表公司（National Instruments）在2005年將IIT公司兼并，MultiSim成為NI公司的電路設(shè)計(jì)軟件的套件之一。2007年初，NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有豐富而強(qiáng)大的仿真分析能力，各種虛擬儀器設(shè)備，可以完成各種電路分析方法，以便幫助設(shè)計(jì)人員深入分析電路性能，提高設(shè)計(jì)效率，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。在數(shù)字電路教學(xué)上的應(yīng)用

以JK觸發(fā)器為例 數(shù)字電路教學(xué)中，JK觸發(fā)器屬于比較難進(jìn)行闡述和表達(dá)清楚的，學(xué)生也難于理解其中的原理的知識(shí)點(diǎn)。運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法來闡述JK觸發(fā)器原理的時(shí)候，通常是通過布爾代數(shù)表達(dá)式來進(jìn)行推導(dǎo)，通過推導(dǎo)得出JK觸發(fā)器真值表；然后以真值表為基礎(chǔ)，進(jìn)一步畫出JK觸發(fā)器的時(shí)序圖。現(xiàn)在看來，這種教學(xué)過程往往教師是主體，因?yàn)樽允贾两K都是教師在推導(dǎo)演算JK觸發(fā)器的真值表和表達(dá)式。整個(gè)過程中大部分學(xué)生無法得知教師所講的JK觸發(fā)器的硬件電路連接過程、輸出波形變化與JK輸入端高低電平的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

但是如果使用Multisim軟件，通過軟件把電路按圖1連接好，同時(shí)將電路輸出端與狀態(tài)指示燈也連接好，那么時(shí)序圖將用實(shí)時(shí)的示波器或邏輯分析儀來替代。通過兩個(gè)開關(guān)A、B的組合，產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)的輸入信號(hào)，然后在觸發(fā)器的J端、K端分別接入00、01、10、11四種狀態(tài)的輸入信號(hào)，JK觸發(fā)器的輸出端Q和-Q的兩個(gè)狀態(tài)指示燈就會(huì)做出相應(yīng)的亮滅變化。顯而易見，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)更加直觀、明了，符合中職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，更能激發(fā)起學(xué)生的興趣。教師引導(dǎo)學(xué)生分組做演示、講解；學(xué)生提問、答疑；學(xué)生填表并匯報(bào)演示結(jié)果，小結(jié)。學(xué)生得到表1所示真值表。Multisim中電路原理圖如圖1所示。

通過仿真軟件仿真完成JK觸發(fā)器真值表的推導(dǎo)以后，接下來進(jìn)一步學(xué)習(xí)JK觸發(fā)器的功能。打開邏輯分析儀或者四蹤示波器，然后對(duì)照真值表對(duì)JK觸發(fā)器的功能做進(jìn)一步分析。圖1是一個(gè)波形圖，圖中示波器界面上同時(shí)顯示了信號(hào)發(fā)生器的輸入波形、JK觸發(fā)器JK=11時(shí)的兩個(gè)互補(bǔ)輸出端Q和-Q波形。開關(guān)AB分別有四種不同輸入組合狀態(tài)，輸出結(jié)果往往就不同。一方面指示燈表達(dá)了輸出狀態(tài)，另一方面輸出又有波形顯示，這樣JK觸發(fā)器的輸入與輸出結(jié)果之間到底是怎樣的關(guān)系，通過圖形動(dòng)態(tài)演示很容易引人入勝并深入理解。由于該仿真軟件提供了同時(shí)具備4個(gè)輸入通道的示波器，同時(shí)顯示16路信號(hào)的邏輯分析儀，這極大地方便了電路的仿真效果，也為課堂教學(xué)提供了極大便利。

總之，通過該軟件的波形演示，能非常方便地將好幾路信號(hào)同時(shí)顯示在一個(gè)屏幕上，這樣一來，學(xué)生和教師就能很方便地比較各信號(hào)之間復(fù)雜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，極大地增強(qiáng)了教學(xué)效果。

以計(jì)數(shù)器為例 在講解計(jì)數(shù)器過程中，很多教師會(huì)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)積累，在講解完計(jì)數(shù)器電路原理后，就直接根據(jù)計(jì)數(shù)器原理中的結(jié)論展示出計(jì)數(shù)器輸出的時(shí)序圖。然而在這個(gè)過程中，學(xué)生同樣不知道電路的硬件連接、設(shè)置方法和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)原理。有了Multisim軟件的參與，相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，教師可以很方便地利用軟件搭建好所要講解的電路，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行演示，然后讓學(xué)生直接觀察運(yùn)行過程和結(jié)果（如圖2所示）。可以確定的是，當(dāng)學(xué)生一看到數(shù)碼管上變化跳動(dòng)的數(shù)字時(shí)，他的注意力更容易集中，同時(shí)興趣倍增。電路理論的分析正確是否，都可以通過仿真軟件對(duì)所搭建的電路進(jìn)行仿真，查看運(yùn)行結(jié)果。這樣學(xué)生也會(huì)更愿意通過自己對(duì)電路的邏輯分析，把邏輯分析結(jié)果與軟件仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證自己分析是否正確，極大增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

隨著教學(xué)過程的進(jìn)一步深入，最后教師得出的時(shí)序圖（圖3），以動(dòng)態(tài)的形式與學(xué)生討論分析，相對(duì)于書本上靜態(tài)圖形而言，這種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的圖形不僅直觀明了、簡單易學(xué)，而且更有吸引力、說服力，教學(xué)效果更好。結(jié)論

學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)中經(jīng)常因各種邏輯關(guān)系而無所適從，教師在數(shù)字電子技術(shù)講解過程中因各種波形圖和時(shí)序圖的繪制和講解費(fèi)時(shí)費(fèi)力而心力交瘁。通過以上兩個(gè)數(shù)字電路教學(xué)中的例子介紹，利用Multisim仿真軟件可以使教師在教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)用自如、邏輯清晰；學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也興趣十足，理解透徹。這樣，教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都變得非常有趣，教師和學(xué)生都可以對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行邏輯分析和判斷，把邏輯分析結(jié)果與軟件仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證自己分析是否正確。在這個(gè)過程中，既可以掌握數(shù)字電路的知識(shí)，也可以掌握電路連接、電路仿真等其他相關(guān)知識(shí)和技能，一舉多得。

第五篇：ProE軟件在機(jī)械原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

ProE軟件在機(jī)械原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要 利用Pro/E軟件的機(jī)構(gòu)仿真分析功能分析平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置和急回特性。借此說明，將Pro/E的機(jī)構(gòu)仿真分析功能應(yīng)用于機(jī)械原理課程教學(xué)中，能增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 Pro/E；機(jī)械原理課程；運(yùn)動(dòng)仿真；機(jī)構(gòu)分析

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）10-0050-02

Application of Pro/E Software in Teaching of Mechanical Prin-ciple Course//YAN Xiaohei

Abstract The transmission function analysis for planar linkage angle，dead position and quick return characteristics by means of Pro/E software simulation.To explain，the Pro/E mechanism simulation analysis function applied in the teaching of mechanical principle course，can enhance students’ perceptual knowledge，improve stu-dents’ learning interest，and obtain good teaching effect.Key words Pro/E； mechanical principle course； motion simulation； mechanism analysis 引言

?C械原理是高等院校機(jī)械類專業(yè)的一門十分重要的主干技術(shù)課。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)機(jī)構(gòu)與機(jī)器運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本理論、基本方法和基本技能，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械類專業(yè)課打下良好的理論基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力。其在機(jī)械類專業(yè)的課程體系中占有十分重要的地位。

對(duì)各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是機(jī)械原理課程的重點(diǎn)核心內(nèi)容，也是難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，若僅僅依靠板書或靜態(tài)PPT進(jìn)行教學(xué)，會(huì)讓學(xué)生感覺太抽象，不好理解。Pro/E軟件中機(jī)構(gòu)仿真模塊是一個(gè)集運(yùn)動(dòng)仿真和機(jī)構(gòu)分析于一身的功能強(qiáng)大的模塊。利用該模塊對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和分析，能讓學(xué)生觀察機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)情況和各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并輸出分析圖，進(jìn)行定量分析，讓學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)形成非常直觀的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而取得非常好的教學(xué)效果。Pro/E在機(jī)械原理教學(xué)中的應(yīng)用：以平面連桿機(jī)構(gòu)為例

平面連桿機(jī)構(gòu)是機(jī)械原理課程介紹的第一類機(jī)構(gòu)，學(xué)生對(duì)其理解得好壞，直接影響其對(duì)該課程的學(xué)習(xí)信心。該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置和急回特性難以理解，用Pro/E的機(jī)構(gòu)仿真功能對(duì)其進(jìn)行仿真分析，可以讓學(xué)生非常直觀地理解這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)[1]。

用Pro/E建立平面連桿機(jī)構(gòu)模型 用Pro/E軟件創(chuàng)建一平面連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其由機(jī)架、曲柄、連桿和搖桿四部分組成，如圖1所示。設(shè)置機(jī)架長為150 mm、曲柄長50 mm、連桿長175 mm、搖桿長100 mm。將這些桿件以銷釘?shù)姆绞窖b配在一起，并在機(jī)構(gòu)模塊為曲柄與機(jī)架的連接處定義一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為60 deg/sec，運(yùn)轉(zhuǎn)12秒。

用Pro/E分析機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角 傳動(dòng)角γ是衡量平面機(jī)構(gòu)傳動(dòng)質(zhì)量的重要參數(shù)。當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其傳動(dòng)角大小是變化的，為了保證機(jī)構(gòu)傳動(dòng)良好，設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)使γmin?R40o。

在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，傳動(dòng)角γ就等于連桿與搖桿之間的夾角（如圖1所示）。可利用Pro/E

的機(jī)構(gòu)分析功能定量分析傳動(dòng)角γ在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的變化情況[2]，具體步驟如下。

第一步，通過分析下拉菜單的測(cè)量角命令，為連桿和搖桿之間定義一個(gè)角分析特征。

第二步，通過右側(cè)工具欄“生成分析的測(cè)量結(jié)果”命令，選擇前一步生成的角分析特征為測(cè)量對(duì)象，測(cè)量其在曲柄運(yùn)動(dòng)2周的過程中，隨時(shí)間的變化情況，并生成測(cè)量結(jié)果，如圖2所示。

從曲線圖可直觀看出其γmin?Q30o，不滿足機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求γmin?R40o。

現(xiàn)將機(jī)構(gòu)的連桿長度由175 mm變更為150 mm，重復(fù)以上測(cè)量操作，得到如圖3所示測(cè)量結(jié)果，此時(shí)γmin?R40o，達(dá)到機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求。

通過以上過程，可以讓學(xué)生直觀觀察傳動(dòng)角在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的變化情況及桿長變化對(duì)傳動(dòng)角的影響，同時(shí)讓學(xué)生形成優(yōu)化機(jī)構(gòu)的意識(shí)。

用Pro/E分析機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置 死點(diǎn)位置是傳動(dòng)角為零，驅(qū)動(dòng)力對(duì)從動(dòng)件的有效回轉(zhuǎn)力矩為零的位置，也是從動(dòng)件與連桿共線的位置。

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)位置。當(dāng)取搖桿為主動(dòng)件時(shí)，單擊工具命令“拖動(dòng)元件”，再選中搖桿，移動(dòng)鼠標(biāo)，可控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；可當(dāng)機(jī)構(gòu)處于如圖4所示的兩個(gè)位置時(shí)，機(jī)構(gòu)無法繼續(xù)移動(dòng)，說明機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。此時(shí)連桿與曲柄位于一條直線上，傳動(dòng)角為0。

用Pro/E分析機(jī)構(gòu)的急回特性 急回特性是指平面連桿機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的回程平均速度大于工作行程的平均速度的特性。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)就具備這一特性。利用Pro/E的機(jī)構(gòu)分析功能分析搖桿頂點(diǎn)的速度，可讓學(xué)生更好地理解這種特性。在“分析測(cè)量的結(jié)果”命令中新建測(cè)量對(duì)象，設(shè)置搖桿頂點(diǎn)的速度為測(cè)量對(duì)象，測(cè)量其在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的變化情況，并生成測(cè)量結(jié)果，如圖5所示。由圖可知，當(dāng)曲柄做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿做變速運(yùn)動(dòng)，并且搖桿的行程和回程段速度區(qū)別顯著，回程段的平均速度明顯高于行程段的平均速度，直觀地表現(xiàn)了該機(jī)構(gòu)的急回特性。結(jié)語

Pro/E軟件的機(jī)構(gòu)仿真分析功能可形象清晰地將平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、傳動(dòng)角變化、死點(diǎn)位置及急回特性展示在學(xué)生面前，使學(xué)生獲得對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)特性的感性認(rèn)識(shí)，取得較好的教學(xué)效果。此法可同樣應(yīng)用于機(jī)械原理課程其他機(jī)構(gòu)（如凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）的教學(xué)中。Pro/E軟件與機(jī)械原理課程的有機(jī)結(jié)合，可增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]董亞峰，程鵬飛，黃莉.ProE運(yùn)動(dòng)仿真功能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2007（S1）：

74-75.[2]吳昊.基于ProE的四鉸鏈曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析[J].湖北工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）：121-123.