第一篇：淺析Proteus軟件在電工電子教學中的應用

淺析Proteus軟件在電工電子教學中的應用

【摘 要】虛擬仿真實驗平臺很好地解決了到實驗室做實驗經常會碰到的各種參數不易控制、元件的調換不方便等這些難題。Proteus是目前較為先進和成熟的仿真實驗工具，將Proteus軟件應用于仿真教學中，能使教學變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉為實際效果，引起學生的學習熱情與興趣，能取得較好的教學效果。

【關鍵詞】Proteus 電工電子 仿真

傳統電類課程的教學方法是到實驗室做實驗，如使用信號發生器、示波器等電子儀器來進行驗證。將Proteus軟件應用于仿真教學中，能使教學變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉為實際效果，引起學生的學習熱情與興趣。以下舉三個例子來說明該軟件在一般電類教學中的應用。

1.Proteus在電工基礎類教學中的應用

對初學電工的同學來說，電流方向與電位高低關系很難明白，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系，如圖1（a）（b）所示：

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

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

使用交互仿真功能，還能觀察電動機的轉動、聽到揚聲器發出的聲音等。其優點是高低電位用不同顏色的導線表示，能觀察電流的流向，用電流電壓探針動態顯示電流電壓值，讓抽象的概念變得形象具體。

2.Proteus在門電路功能教學中的應用

在數字電路中，門電路的概念和難點比較集中，如果學生沒有學會，這門課基本上也學不會。在Proteus軟件中調出任意門電路，每個引腳用有色小方塊顯示其狀態：藍色表示低電平，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，Q馬上有輸出結果，明了直觀，學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輸入，只要單擊左鍵或改變箭頭，就可以改變輸入狀態；右邊為邏輯探針，根據門電路功能，指示輸出狀態值。同時，在器件的輸入輸出端口，用紅、藍點表示電位高低。

采用邏輯狀態輸入其特點是數據輸入簡單，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

七段數碼管是較為常用的顯示器，但七段數碼管要顯示，必須由驅動器驅動。CD4511是常用的輸出高電平有效的七段顯示譯碼器。如果教學僅僅只是講解其功能，學生大部分聽不懂，也不會使用。采用Proteus仿真教學，變難為易。在Proteus中繪出正確電路圖，運行仿真，使CD4511的3號腳LT=0，數碼管顯示8，說明LT=O，其輸出abcdefg=l11111，使七段顯示器全亮，用來觀測七段顯示器是否正常。使能級別最高。使CD4511的3號腳LT=1，4號腳BI=0，其輸出abcdefg都為0，即七段顯示器完全不亮，4號腳可供使用者控制僅對有效數據譯碼，避免在無意義的數據輸入時顯示出來造成宇型的系亂。

結束語：上述幾個列子，僅僅只是Proteus軟件強大功能應用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教學，可以很好地將理論與實踐相結合，有利于增強學生的感性認識，培養學生的學習興趣（學生不怕觸電，不用擔心損壞元器件等），也部分解決了學校因實訓場所不足而不能正常教學的問題。當然，仿真手段也不是萬能的，在實際教學過程中，仿真手段還必須配合一定的實際動手操作實驗，才能從根本上增強學生的實際應用能力，真正培養出符合社會需求的高技能人才。

【參考文獻】

[1]周潤景，張麗娜.Proteus入門實用教程.2007.[2]陸靜霞.任務驅動教學法的探索與實踐.2006.

第二篇：最新的PROTEUS電子教學軟件簡介及應用實例

最新的PROTEUS電子教學軟件簡介及應用實例 眉山計算機學校（原洪雅職高）牟繼德供稿

（教育技術的現代化和信息化給教育帶來了機遇與挑戰，特別是對教師的專業知識、能力結構和所采取的教學手段提出了新的要求。隨著信息技術的不斷發展，信息技術作為輔助教學和科研工作的工具已必不可少。面對教育技術現代化和信息化的挑戰，要求教師們重新學習、不斷學習，是新形式下教育教學發展的需要，也是教師個人生存能力的提高和進一步發展的需要，老師們要有開放的心態、敢于實踐的勇氣，在教育技術的現代化和信息化引領下，做一名合格的當代教師。------眉山市教科所 劉海英）

1、Proteus軟件簡介

Proteus軟件是一種低投資的電子設計自動化軟件，提供可仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件和多達30多個元件庫。Proteus軟件提供多種現實存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結果的影響，Proteus軟件提供豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設計功能，同時可以仿真單片機和周邊設備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周邊設備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB等編譯器。

一臺計算機、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實驗教程，就可相當于一個設備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實驗室。在計算機上學習電工基礎，模擬電路、數字電路、單片機應用系統等課程，并進行電路設計、仿真、調試等。

2、基本操作步驟

A．打開PROTEUS 操作界面。

B．選擇“P”，從元件庫中提取需要的元器件（選中雙擊），選擇完點OK。

C．在編輯區畫電路圖,修改元件參數。

D．進行電路仿真。

E．保存文件。

3、電工基礎實例----歐姆定律

分析：電源E=12V，r=2Ω，R1=10Ω

R2=12Ω。

I=E/（R1+R2+r）=12/(10+12+2)=0.5A

路端電壓：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

電源內部壓降：U＇=I×r=0.5×2=1V

從仿真看的確如此。

4、模擬電路實例---基本放大電路

A、電路圖：

B、分析：

輸入信號vi為1mv，5KHZ的正弦波，調節RV1使三極管工作在放大狀態。

（1）、用模擬圖表觀察Vi，Vo的波形。

（2）用示波器仿真的波形

還可以調節RV1使三極管工作在飽和、截止狀態，觀察輸出V0波形的變化，也可用直流電壓表測量三極管的兩個PN結的電壓。

5、數字電路實例------或非門電路

按真值表調節輸入A、B的邏輯電平直接觀察輸出Q的邏輯電平。

6、單片機實例-------流水燈（1）、程序設計。；-------； 流水燈實例

；功能：點亮發光二極管LED并閃爍 ；--------ORG 0000H ；偽指令，指定程序從0000H開始存放 LJMP MAIN ；跳轉指令，程序跳轉到MAIN處 ORG 0100H ；偽指令，指定程序從0100H開始存放 MAIN: MOV SP,#60H ；給堆棧指針賦初值

MOV P0,#0FFH ；給P0賦初值0FFH，即11111111，LED全滅

；以下為查表程序

MOV DPTR,#LED_TABLE LIGHT: MOV R3,#42 LOOP: MOV A,#42 SUBB A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ；輸出顯示 LCALL DELAY ；調延時子程序 DJNZ R3,LOOP SJMP LIGHT ；跳轉，程序繼續 ；延時子程序 DELAY: MOV R7,#10H DELAY0: MOV R6,#7FH DELAY1: MOV R5,#7FH DJNZ R5,$ DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R7,DELAY0 RET ；表格數據 LED_TABLE: DB 0FFH ；全部熄滅

DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH 次逐個點亮

DB 0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,080H,000H ；依；依次逐個疊加

DB 080H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH ；依次逐個遞減

DB 07EH,0BDH,0DBH,0E7H,0E7H,0DBH,0BDH,07EH ；兩邊靠攏后分開

DB 07EH,03CH,018H,000H,000H,018H,03CH,07EH 兩邊疊加后遞減

DB 000H ；全部點亮

END ；結束

（2）、電路圖

單片機：TA89C51或TA89C52，晶振12KHZ

；從（3）、進行程序編譯嵌入后仿真，效果良好。（4）、還可進行PCB板的設計。

7、綜合實驗設計

A、串聯型晶體管穩壓電路。

可以仿真：（1）半波整流。（2）橋式整流。（3）濾波電路。（4）穩壓原理。（5）故障演示。B、時序邏輯電路。

74LS196：計數器（8421BCD碼），74LS47：7段譯碼器，4011：與非門，8421BCD碼顯示器，共陽顯示器。

8、使用Proteus軟件的好處。

A、培養學習者實驗設計能力，并降低科研投入，不擔心燒壞設備和元器件。B、支持創新性設計。C、培養團隊合作能力。

D、提高實驗質量，擴展學習者的思路和提高學習者的學習興趣。

第三篇：Proteus在電子實踐教學課程中應用的研究論文

[摘要]本文介紹了PROTEUS軟件在實踐教學中的重要作用，闡述了該仿真軟件的優勢，通過實例說明虛擬仿真在電子設計方面的應用。

[關鍵詞]Proteus 軟件 仿真 實踐教學

一、前言

伴隨著計算機技術的迅猛發展虛擬仿真實驗室應運而生，將計算機仿真技術引入電子線路課程設計教學之中，是對傳統實踐教學和電子電路設計的重大突破。先在計算機上進行虛擬設計、仿真，然后將結果應用到實際電路之中，既降低了設計成本，又縮短了整個設計的周期，從而提高了效率。作為傳統實驗的重要補充，虛擬實驗豐富了實踐性教學的手段，有利于現代實驗教學觀念的更新。例如，對于嵌入式系統開發的愛好者而言，往往沒有足夠的資金購買昂貴的開發板來進行開發，這時可以選擇通過軟件仿真來學習嵌入式系統開發。Proteus 是目前最好的能夠虛擬嵌入式系統開發中常用的處理器和外圍器件的EDA 工具。另外，仿真技術在電子線路課程設計中的應用提高了學生綜合分析電路的能力和開發設計的能力，為今后更高層次的設計和實踐打下基礎。

二、PROTEUS 軟件簡介

PROTEUS軟件由Labcenter公司開發，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與仿真平臺，可以實現數字電路、模擬電路及微控制器系統與外設的混合電路系統的電路仿真、軟件仿真、系統協同仿真和PCB設計等功能，是目前唯一能夠對各種處理器進行實時仿真、調試與測試的EDA工具。微控制器系統相關的仿真需建立編譯和調試環境，可選擇Keil C51uVision2 軟件。該軟件支持眾多不同公司的芯片，集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時還支持PLM、匯編和C語言的程序設計。它的界面友好易學，在調試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。

Proteus VSM的核心是ProSPICE，這是一個組合了SPICE3f5模擬仿真器核和基于快速事件驅動的數字仿真器的混合的仿真系統, SPICE 內核的使用使您能采用數目眾多的供應廠商提供的SPICE 模型, 目前該軟件包包含有約6500個模型。Proteus VSM包含大量的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀、函數發生器、數字信號波型發生器、時鐘計數器、虛擬終端以及簡單的電壓計、電流計。此外仿真器能通過色點來顯示每個管腳的狀況，這點在單步調試I/O 碼時絕對非常有用。

Proteus VSM最主要的特點是它能把微處理器軟件作用在處理器上并和連接該微處理器的任何模擬和數字器件協同仿真。微處理器模型和其它器件的模型一道駐留在原理設計中，它仿真執行目標碼，就像在真正的單片機系統上。如果程序代碼向一個外設口寫, 電路中邏輯電平會相應變化，如果電路改變了微處理器管腳的狀態，這些也可以在您的程序代碼中看到，如同真實系統一樣。

PROTEUS VSM FOR ARM/LPC2000 包含做PHILIPS 公司LPC2000 系列設計仿真所需的一切。支持ARM和THUMB 指令集。支持片上外設：GPIO, timers, RTC, UARTS, SPI, I2C, MAM,PLL, ADC and watchdog timer 等。支持VIC 中斷子系統。在3G 的PC 環境下可以做10MIPS 的仿真。可以裝載ELF/DWARF2 格式文件進行源碼調試。可以利用IAR Embedded Workbench 和KeilUV3 與PROTEUS 進行聯調。這個軟件包包括: ISIS 原理圖輸入系統。PROSPICE 交互式仿真引擎。LPC2000 系列處理器模型。ARM7TDMI 和ARM7TDMI－S 內核模型。可以用高級圖形仿真工具來做基于圖表的仿真。由PROTEUS VSM仿真通過的設計可以直接導入到ARES 中進行PCB 設計。

三、PROTEUS 軟件仿真的優勢

采用Proteus 仿真軟件進行虛擬實驗, 具有比較明顯的優勢,如涉及到的電子元件豐富、實驗內容全面、硬件投入少、實驗過程中安全、損耗小、與工程實踐最為接近等。

1．電子元件豐富，內容全面

Proteus軟件提供了數千種元器件，它能實驗的內容包括軟件部分的匯編、C 等語言的調試過程,也包括硬件接口電路中的大部分類型。對同一類功能的接口電路, 可以采用不同的硬件來搭建完成, 可以擴展學生的思路和提高學生的學習興趣。該軟件可以加快電路系統開發的速度，節約開發成本，提高開發效率。

2．硬件投入少，經濟優勢明顯

Proteus 所提供的元件庫中, 大部分可以直接用于接口電路的搭建, 同時該軟件所提供的儀表, 不管在質量還是數量上, 都是可靠和經濟的。如果在實驗教學中投入這樣的真實的儀器儀表, 僅儀表的維護來講, 其工作量也是比較大的。因此采用軟件的方式進行教學, 其經濟優勢是比較明顯的。

3．接近實踐，提高解決實際工程問題的能力

采用仿真軟件后, 學習的投入變得比較的小, 而實際工程問題的研究, 也可以先在軟件環境中模擬通過, 再進行硬件的投入,這樣處理, 不僅省時省力, 也可以節省因方案不正確所造成的硬件投入的浪費。最后將仿真調試成功的電路移植到一個具體的硬件電路中進行測試。將仿真軟件和具體的工程實踐如何結合起來, 利于對工程實踐過程的了解和學習。

4．實驗過程中安全，儀器多、損耗小

采用Proteus 仿真軟件進行的實驗教學,可以將大量教學信息直接地表現出來,節約大量昂貴的實驗儀器費用,調動學生的學習積極性和主動性,為實踐性教學設計過程帶來了很大的靈活性,并且打破了空間和時間的限制,避免真實實驗或操作所帶來的各種危險,則不存在因操作不當而造成的元器件和儀器儀表的損毀, 也涉及到儀器儀表等工作時所造成的能源消耗的問題。

5．采用多媒體教學，豐富了實踐性教學的手段

在教學上虛擬實驗采用局域網多媒體教學，通過局域網實現教師機對學生機同步演示電路圖并講解其原理，學生根據電路原理圖在虛擬實驗系統提供的元件庫中找到相應的虛擬元件。實驗完成后將數據輸入到電子實驗報告系統中，自動生成實驗報告，教師再通過主機將每位學生的實驗報告收上來進而完成整個實驗教學。

四、教學實例

1．在Proteus 軟件平臺中繪制原理圖

Proteus 軟件繪制原理圖先從軟件包的器件庫里取出所需的元件符號并在繪圖區布局好, 同時編輯好元件的參數, 接著進行連線, 添加必要的網絡標號等步驟。

2．編寫程序

(1)對于匯編語言，可直接在Proteus軟件平臺編寫、編譯程序，再把產生HEX 文件導入到AT89C51中。

(2)也可打開第三方軟件Keil Vision3, 新建項目, 選擇微處理芯片, 然后編寫程序, 編譯源程序。產生HEX 文件, 并選中Use Proteus VSM Simulator。該溫控電路主要程序如下：

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

DAT BIT P2.0;數據通信口

WDLSB DATA 30H;讀出的溫度低字節

WDMSB DATA 31H;讀出的溫度高字節

MAIN: MOV SP,#60H

MOV P2,#0FFH

MOV R2,#8

MOV R0,#40H;

OVER: MOV @R0,#00H;清顯示緩沖

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;調用讀出DS18B20溫度程序

SJMP LOOP;讀出DS18B20溫度程序

DSWD:

CLR EA

LCALL RSTSNR

JNB F0,KEND;如果沒有應答，返回主程序

MOV R0,#0CCH

LCALL SEND_BYTE;跳過ROM匹配

MOV R0,#44H;發出溫度轉換命令

LCALL SEND_BYTE

SETB EA

MOV P1,#00001111B

MOV 48H,#1;延時75ms以上準備讀

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;跳過ROM匹配

LCALL SEND_BYTE

MOV R0,#0BEH;發出讀溫度命令

LCALL SEND_BYTE

LCALL READ_BYTE

MOV WDLSB,A

LCALL READ_BYTE

MOV WDMSB,A

LCALL TRANS12

KEND: SETB EA

RET

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

3．電路的調試與仿真

對于匯編語言程序可直接在Proteus平臺編譯、仿真和調試程序，如果采用第三方軟件Keil編程（C語言或匯編語言）可按照以下步驟進行仿真調試。

(1)打開Proteus 繪制電路圖, 在AT89C51 中導入在Keil平臺中編譯出的HEX 文件,選中Use Remote Debug Monitor。

(2)在Keil 中選擇調試,可順序和單步運行程序, 調出Proteus ISIS 界面, 在Debug 菜單下選擇Virtual Terminal, 打開虛擬終端, 在鍵盤上按鍵, 在虛擬終端窗口中就會顯示相應的字符，調節虛擬的溫度傳感器（DS18B20）溫度，就可在數碼管中顯示準確的溫度值。

五、結束語

Proteus仿真與傳統的實驗教學相比,虛擬實驗教學方法效率更高、互動性更好。傳統實驗是在實驗箱進行，實驗室提供的儀器和實驗箱上提供的元件有限，只能完成一些常規實驗。而在虛擬實驗平臺上提供了大量的虛擬儀器和電子元件供學生使用,這樣就可以在虛擬實驗教學過程中激發學生的創造性，這是傳統實驗教學無法比擬的。

參考文獻：

[1]許文斌.proteus 軟件在單片機系統仿真實驗教學中的應用[J].商業經濟，2006，(3).[2]代啟化.proteus 在單片機電路系統設計中的應用[J].自動化與儀器儀表，2006，(6).[3]周潤景，張麗娜.基于Proteus 的電路及單片機系統設計與仿真[M].北京航空航天大學出版社，2006.5.

第四篇：Edison仿真軟件在電工基礎課教學中的應用

Edison仿真軟件在電工基礎課教學中的應用

范宏明

（酒泉工貿中等專業學校，甘肅 酒泉 735000）

摘要：《電工基礎》是中等職業學校電工電子類專業的一門專業基礎課程，具有很強的實踐性。在教學中如果能積極創造條件使用Edison軟件進行教學輔助，將會有效調動學生學習興趣與積極性，提高教學質量，改善教學手段，豐富教學內容，提高課堂教學效果，而且對于培養學生的自主能力、創新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。

關鍵詞 Edison 仿真

輔助 教學

《電工基礎》是中等職業學校電工電子類專業的一門專業基礎課程，具有很強的實踐性。學習本門課程需要學生不但具備扎實的數學、物理方面的有相關理論知識，而且要求學生具備較強的抽象思維和嚴謹的推導能力。而從目前中職招生情況來看，所招收的學生大多數是來自初級中學的分流學生，他們不但學習基礎、學習行為和習慣差，而且有相當一部分學生其數學和物理知識更是匱乏，這種現象我校更為普遍。學生的這一現狀對《電工基礎》課程傳統教學模式提出了新的挑戰。面對這一特殊群體，如何有效地開展教學，調動學生學習的興趣與積極性，如何獲得最佳的教學效果，成為課任教師亟需思考的問題。在教學中如果能積極創造條件使用Edison軟件進行教學輔助，將會很好的解決上述問題。下面就Edison軟件及其在教學過程中的應用作如下探討：

一、Edison軟件簡介

Edison（愛迪生）由匈牙利DesignSoft公司推出的電子電路仿真分析、設計軟件，是目前廣為使用的教學軟件，它為課任教師和學生創造了一個獨特的全新學習環境。因為Edison的環境是以3D實體的零件造型，讓初學者有置身于真實電路實驗室的感覺，加上有趣的聲、光效果，如在電路中有發光的燈泡，可以看到燈泡光線強弱的變化，又如電動機，可以看到其轉動的快慢及方向，加上聲音的配合，使初學者仿佛在游戲中學習，讓初學者在不知不覺中學習電學知識，快速引導初學者進入電子學領域，從而引起初學者的興趣，是師生的良師益友。同時，愛迪生可以做幾十個電學方面的實驗，既可以彌補實驗儀器、元件少的不足又可避免儀器、元器件的損壞。在教學中如能充分合理地使用必將使教師的教學及學生的學習效率大大提高。

2電阻的彩色條形碼也會自動地改變！|如果外加的電壓太高燈泡就會燒毀！然而，一切都可以補救，使用修復功能可復原損壞了的元件并使電路工作。

電工基礎課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實驗結合起來。在理論課學習過程中,抽幾節課講解Edison畫圖及仿真的用法。在實驗課中，結合實驗進行仿真，先按實驗電路圖及實驗要求在實驗電路板對電路進行連接，然后根據實驗步驟更改各元器件的參數，再對儀表測得的數據分次進行記載，最后根據實驗數據總結驗證實驗結果。這樣學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高。特別是在較為復雜的實驗中，學生粗心的連接或操作可能會使電路短路或元器件損壞，通過軟件的提示及修復功能或使學生加深對實驗內容和要求的理解，大大提高了學生分析問題、解決問題的能力，同時又不會造成硬件損壞或人身傷害。

四、Edison軟件使用中應注意的問題

采用Edison 輔助教學，需要借助多媒體教室，它改善了教學手段，豐富了教學內容，減少了老師由于畫電路圖、波形圖而浪費很多課堂有效教學時間，也能更形象生動地將難于理解的知識用仿真的形式表現出來，也更能激發出學生學習電學知識的興趣。但任何科學技術都是一把雙刃劍，有利亦有弊，如果完全用虛擬實驗取代實物實驗，就只會在電腦上仿真，學生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產品設計的布局能力、布線能力、安裝調試能力。為了避免其弊端，我們應采用虛實結合，一方面要強調仿真實驗對教學的輔助作用，同時也要認識到實際動手能力的重要性，兩者必須相輔相成，有機結合。既要合理安排仿真實驗課時，主要以學生自己上機實驗為主，課堂上進行基本電路的仿真；又要精心選擇仿真實驗課題，為學生提供科學、合理的仿真實驗題目，讓學生通過實驗，掌握知識，提高興趣；還要讓學生做一些設計

第五篇：Ρroteus電子電路仿真軟件在電子技術課程教學中的應用

Proteus電子電路仿真軟件在電子技術教學中的應用

電子信息系應用電子教研室

陸麗梅

摘要 隨著科技的發展，電子技術的應用也越來越廣，越來深入，傳統的理論課堂教學臨著著很大的挑戰。但隨著計算機技術的普及、EDA 技術的廣泛應用，將EDA 技術引入電子技術課程教學,可以使電子技術的課堂教學緊跟時代的腳步。本文以電子技術課程中的“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課程教學中的應用。

關鍵詞 電子技術 Proteus仿真軟件

“電子技術” 是電子信息、通信、計算機等專業一門重要的專業基礎課程，隨著電子技術和計算機的迅速發展，電子技術的應用越來越廣泛，新器件、新電路和新技術不斷的涌現,我們的課堂教學也將面臨著著更大的挑戰。將EDA(Electronic DesignAutomation電子設計自動化)技術引入電子技術課程教學, 可以使學生在掌握制作、檢測技能的同時,通過EDA技術軟件進行設計、仿真,理解所操作的技能的原理,增加學習的興趣。同時可使課堂教學更生動、直觀,達到讓電子技術課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

一 電子技術多媒體課件的特點

多媒體課件是以計算機為操作平臺，運用多媒體技術將文字、聲音、圖象、動畫和視頻等集成于一體，使抽象的內容具體化、枯燥的內容趣味化。從而拓寬學生的知識視野，提高學生的學習興趣，是現代教學發展的必然趨勢。電子技術的研究對象主要半導體材料和器件（二極管、三極管、場效應管）及其基本電路、功率放大電路、集成運算放大器及其應用電路、負反饋放大電路、直流穩壓電源等，其特點主要表現在：

(1)電子技術中基本單元電路、關鍵元件多，復雜；電路中的元件(器件)動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:直流穩壓電源電路,放大器電路,報警電路，顯示電路，振蕩電路等都是可仿真電路。

(2)當圖像信息和聲音信息改變時，信號的波形也改變，即模擬信號待傳播的信息包含在它的波形之中（信息變化規律直接反映在模擬信號的幅度、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

1、Proteus電子電路仿真軟件功能

Proteus仿真軟件是可以對電子技術電路進行模擬仿真的工作臺,具有較完善的各種元器件原理圖庫、元件封裝圖、常用測量、常用的分析儀器等。能進行電子電路設計仿真，并能對電子電路進行較詳細的分析,包括靜態分析、動態分析、時域分析、頻域分析、噪聲分析、失真分析和器件的線性與非線性分析, 還能進行離散付里葉分析、零極點分析等多種高級分析。Proteus不但是一個非常優秀的電子設計軟件, 而且也是一個非常優秀的電子技術模擬實際訓練軟件,它幾乎可以完成在實驗室進行的所有電子技術的實驗,并且和實際實驗情況非常貼切,選用的元器件和儀器也和實際情況非常相近,一般會正確使用常規儀器的讀者,都能較快地掌握軟件所提供的虛擬儀器的使用方法。另外在實驗設備和儀器不能滿足某些實驗課要求的情況下,用Proteus進行仿真實驗不失為一種有效的補充方法。

2、Proteus電子電路仿真軟件特點(1)直觀的操作界面

由于Proteus軟件是基于Windows 操作系統上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 環境下的軟件操作方法一樣,所見即所得，Proteus采用圖形方式創建電路，所需要的元器件和測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,只要用鼠標點擊,隨時可以取來,完成參數設置,連接成電路,就可以啟動運行,進行分析和測試。因此Proteus軟件具有入門容易,學習輕松,結合實際,富有趣味的特點。使用者可以在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測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物相似，可以實時顯示測量結果。

（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提供了數千種虛擬電路元器件，包括信號源、基本元件、晶體管、集成電路、指示器件、控制器件等36大類，其中數字集成電路庫中存放了最常用的各種TTL、CMOS數字集成電路，各元器件的參數均可隨意設定，用戶還可根據需要方便地擴充已有的元器件庫。軟件還可以容易的上網升級，使市場上新出的元件都能在Proteus中找到。

（3）兼容性強

作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟件交換數據。能將設計

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,為實現電子電路的設計提供了很大的方便。

（4）齊全的測試儀器

Proteus提供了仿真實驗EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器使用方法。所需的虛擬儀器設備，包括函數信號發生器、示波器、數字信號發生器、邏輯分析儀和邏輯轉換儀等，利用這些虛擬儀器可多方位地觀察仿真結果。Proteus提供了8種基本分析工具、6種掃描分析工具、2種系統分析工具，可對電子技術進行仿真分析，還可以對被仿真電路中的元器件設置各種故障進行分析。

（5）安裝簡單，易操作

Proteus是個免費軟件，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制到安裝盤的目錄下，如果是7.8版的只需升級破解碼即可。這軟件是原是我們電子系單片機的老師上課用，在2008年有老師開始將它使用于數字電路的教學中，本人于2011年開始將它應用于模擬電路中，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電腦仿真的老師都可以很快的學會操作，并應用本人設計的Proteus電路進行教學，教學效果顯著。

三、在電子技術課堂教學中應用電子電路仿真軟件Proteus

1、在電子技術教學中應用電子電路仿真軟件Proteus的優點

電子技術是電子專業的一門骨干課程,其教學效果的好、壞,學生掌握的程度, 將直接影響后續各類相關專業課程的教學效果。目前,在電子技術課程教學中, 教師一般采用的教學方法是:先在課堂上給學生介紹理論知識,再引用使用的電路及實物加以論證,然后由學生通過做電子制作和檢測加深對理論的理解。這種傳統的教學方式,存在著以下的問題:一是大多數教師認為理論引導技能，所以只有傳授理論知識到位了,制作及檢測才有真實的意義，使學生覺得理論課堂枯燥乏味，覺得電子難學,從而對學習電子失去興趣。二是理論分析通常都是一些繁瑣的公式推導及一些孤立的計算數據,很難形成電路的特性曲線,缺乏直觀性,更難對電路的參數進行分析及優化設計。三是學生在聽理論課時,由于跟實際聯系不上,對理論難以理解,甚至于不能理解,造成對電子技術“難學、抽象”的思想障礙,從而對學習失去興趣。將Proteus引入電子技術教學,可以使教師在講解理論或引導學生制作及檢測的同時,利用Proteus軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習興趣。使課堂教

學更加生動、直觀,使電子技術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具有更好的可操作性。

2、在電子技術課堂教學中應用Proteus電子電路仿真軟件實例

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

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

圖1三極管放大器

如圖1將電源、信號源、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，輸入信號的波形，三極管基極的波形，三極管發射極波形、集電極的波形之間的關系，以及放大的電路的正常Ube、Uce電壓值。(2)．電路的故障現象及排除方法

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

如下圖

2、圖3調節電位器RV1可觀察到波形的失真情況，同時得到失真時電壓的特點。

圖3截止失真

(3)．電路的元件參數設置

為保證電路正常運行，元件參數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，可以通過仿真來驗證。Proteus軟件可以很方便的更改元件參數來觀察電路的如下圖4，是對下偏置電阻的參數的更改，可改變元件的型號、序號、參數值、封裝等。

圖4 元件參數的調整

四 小結

可見,在電子技術課程教學中,應用Proteus仿真軟件進行理論分析及電路結構的模擬分析時,可以使抽象的理論形象化、復雜的電路實際化, 使枯燥的電路特性分析變得生動、形象、真實、可信,讓學生在課堂中就能感受到實驗才具有的測試效果,更好地把理論與實驗

聯系起來。雖然,軟件的仿真不能完全代替硬件試驗,但Proteus軟件的仿真分析功能與精確度,是任何硬件實驗都難以達到的。因此,將Proteus軟件應用于電子技術教學,將有利于培養學生用工程觀點分析問題的解決問題的能力,全面提高學生的整體科技素質。