Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真軟件在數字電路設計中的應用

摘要：以Proteus軟件為例，介紹了基于該軟件的彩燈循環顯示實驗的仿真設計過程，并分析了軟件仿真技術對于應用電子專業實驗實訓的重要性。

關鍵詞：Proteus；EDA；仿真；實驗

現代計算機應用技術的高速發展，催生了多種應用于電子電路設計的EDA（Electronic Document Authorization，電子文授權）軟件，Proteus軟件就是其中很成功的一種。該軟件是由英國Labcenter Electronics開發出來的，具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成系統仿真、RS232動態仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真等功能；帶有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。在我國當前強調應用技能培養的職業院校電子類課程教學實踐中，由于實驗器材與教學經費的缺乏，采用基于該軟件的仿真技術進行教學，具有重要的現實意義。

Proteus軟件環境的操作

在該軟件環境下，執行各種電子電路設計，最重要的就是查找元器件，該軟件含有豐富的元件庫，在選中component圖標后，點擊工具欄中的字母P模樣的控件，就可以出現元件查找界面，如圖1所示。此時通過輸入關鍵詞的方式就可以查找各類元器件了，比如，輸入“cap”查找電容，輸入“res”查找電阻等。對于所查找的元器件的參數可以通過屬性進行修改，也可以在圖1的狀態下選擇合適參數的元器件。

圖1 Proteus軟件元件查找環境界面

該軟件的其他電路連線、元器件屬性修改、元件放置、文件保存等操作與一般電路設計軟件沒有太大的區別，本文不再一一贅述。該軟件在操作中值得注意的是，鼠標單擊左鍵放置一個元器件后，單擊右鍵元件變紅，即表示選中了該元件，此時雙擊左鍵可以修改屬性，而如果不擊左鍵，只單擊右鍵，則刪除該元件。這種操作與多數軟件的習慣不大一樣，給初學該軟件的工程人員帶來不少麻煩。另外，該軟件的仿真運行、停止等控件的設計非常形象，在界面的左下方，形狀與許多電器設備上的按鈕非常相似。

基于Proteus軟件的彩燈循環電路教學設計

在數字電路這門課程的教學實踐中，彩燈循環電路是一個非常經典的電路，可以幫助學生理解555時基電路、二進制集成計數器CD4040、74LS138譯碼電路等集成元件的功能。在實際實驗過程中，由于學生在連接實際元器件電路時可能出現操作錯誤，損壞元器件，增加教學成本，近年來，我們采用了Proteus軟件來仿真該實驗，其仿真執行效果界面如圖2所示。發光二極管旁邊的燈變綠表明該燈點亮，仿真執行后，綠燈循環閃爍，效果非常明顯。

圖2 基于Proteus軟件彩燈循環仿真執行界面

Proteus仿真軟件在數字電路設計中的意義

在當前我國職業院校電子電路專業領域的教學實踐中，增加仿真實驗具有重要意義。首先，我國職業院校的學生生源質量不太理想，電子電路部分的知識又不是非常直觀，必須經過充分的實驗，才能使學生對這部分知識有良好的理解，而運用仿真軟件能較快地實現上述目的。其次，在我國多數職業院校教學經費不充裕的情況下，實驗中耗材的開支往往不是一個很小的數目，而仿真實驗只需要計算機作為硬件，這對于優化教學資源的配置也是具有重要意義的。再次，在現代電子電路設計中，電路設計與仿真軟件的操作能力的重要性是毋庸置疑的。Proteus仿真軟件的應用還能培養學生的電路設計能力及仿真軟件的操作能力。當然，仿真軟件也不是萬能的，在實際教學中，運用仿真軟件還必須配合一定的實際動手操作實驗，才能從根本上提高學生的實際應用能力，真正培養出符合社會需要的應用型人才。

參考文獻：

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[2]李學禮，林海峰.基于Proteus軟件的單片機實驗室建設[J].單片機與嵌入式系統應用，2005，（9）：5-6.

[3]盧慶林.數字電子技術基礎實驗與綜合訓練[M].北京：高等教育出版社，2004：112-114.

作者簡介：

朱艷（1965—），女，講師，主要從事電子線路領域的教學與研究工作。

陳杰（1978—），男，助理講師，主要從事電子技術以及環境參數監測與控制方面的教學及研究。