Proteus仿真在電類課程教學中的應用

劉平英 金肯職業技術學院，江蘇 南京 211156

Proteus仿真在電類課程教學中的應用

劉平英 金肯職業技術學院，江蘇 南京 211156

電類課程的教學包括理論與實驗教學，運用Proteus仿真軟件輔助電類課程的教學，可以將抽象理論形象化、具體化。仿真實驗與真實實驗相結合，可以提高實驗效率、減少器件損耗，并且可以激發學生的學習興趣，改善課程教學效果。

Proteus；模擬電路；數字電路；仿真實驗

Proteu；sAnalogue circu；itDigital circu；itSimulation experiment

電路基礎、模擬電路、數字電路等課程是電氣和電子等專業很重要的專業基礎課程，這些課程的教學包括理論與實踐教學，而實踐實訓所占比例較多，硬件投入大。在實踐實訓中，需要大量的實驗儀器和設備。而一般的學校沒有較多的經費，因此，這些課程的課堂教學及實驗中存在諸多問題，如：（1）課堂教學多以理論教學為主，實驗教學多是進行驗證實驗；（2）實驗室由于存在著場地和時間等問題，學生除了上課外，平時難得有機會實踐。同時一般實驗箱由于是成品,學生很難參與到其中的細節設計中去,學生動手能力很難得到訓練與提高；（3）實驗設備不足，落后。實驗室建設成本高，一般學校很少有學生人手一套實驗開發系統進行實驗及開發。就算有，由于技術的不斷更新，設備的不斷老化，實驗儀器也會很快落后。要解決此問題需要不斷地重建實驗室，務必帶來資金耗費嚴重等問題[1][2]。

Proteus是英國Labcenter electronics公司開發的多功能EDA軟件，主要包括強大的ISIS原理圖布圖工具、PROSPICE混合模型SPICE仿真、ARES PCB設計三個功能模塊。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、系統協調仿真和PCB設計等功能，該軟件具有數千種數字和模擬器件模型，而且還提供了虛擬示波器、邏輯分析儀、信號發生器、計數器、電壓表、電流表、虛擬終端等調試與測量工具。Proteus軟件環境就如同一個實驗儀器與元器件完備的綜合性電子技術實驗室。在此虛擬實驗平臺下便可實現無任何目標原形下的系統調試、測試與驗證[3]。把Proteus仿真應用到電類課程的教學中，可利用虛擬實驗與真實實驗相互結合的方法可以提高實驗效率、節約實驗課時、減少器件損耗。

在電路與模擬電子技術中，有一個重要的項目是組裝和調試收音機，其中的功率放大電路部分理論抽象，學生理解困難，在課堂上可以讓學生進行軟件仿真。在Proteus原理圖環境中繪制音頻功率放大電路如圖1所示。單擊工具箱中的Gragh M o d e圖標，在對象選擇器中選擇NALOGUE，放置模擬圖表，添加正弦信號源INPUT和電壓探針OUTPUT到模擬圖表，修改圖表參數，在Gragh菜單欄點選Simulate Gragh開始仿真，即可得到模擬分析仿真結果圖，如圖2所示。從模擬圖表的仿真結果可知，電路對輸入信號進行了反相放大，并且輸出信號相位發生了偏移。計數器是數字電路中時序邏輯電路項目的重要內容，同步十進制計數器74ls160可通過反饋構成10以內的任意進制計數器。以往在實驗箱上進行任意進制計數器實驗時，接線較多，故障排查麻煩。如果應用Proteus仿真，可以直觀看到實驗結果，圖3是利用反饋置0法構成的模6計數器[4]。

圖1 音頻功率放大電路

圖2 模擬分析仿真結果圖

圖3 利用反饋置0法構成的模6計數器

通過上述案例可以看到，仿真實驗可以使復雜的電路分析過程變得直觀易懂，加深學生對電路原理的理解、深刻體會到電路參數對電路性能的影響[5]。我院把電路基礎、模擬電路、數字電路等課程進行了整合，組成了大平臺課“電子技術基礎”，采用“項目驅動 案例教學”法授課，理實合一，上課地點設在裝有Proteus軟件的仿真實驗室，理論授課和學生仿真驗證相結合，讓學生“做中學”,這樣實訓課堂上就減少驗證性實驗，多以應用和綜合實驗為主，真正做到學以致用。通過兩個學期的授課發現，把Proteus仿真應用到電類課程的教學中，與實際動手操作實驗相結合的方式，激發了學生的實踐興趣，有助于培養學生分析問題、解決問題的能力。

[1]李升源.電工電子虛擬實驗與真實實驗的互補性[J].實驗技術與管理，2010(4)

[2]吳小花.基于Proteus的電子電路設計與實現[J]. 現代電子技術,2011(36)

[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：北京航空航天大學出版社，2006

[4]劉守義，鐘蘇.數字電子技術基礎[M].北京：清華大學出版社，2008

[5]瞿敏，陳光紅. Proteus仿真軟件在模擬電子技術教學中的應用[J].計算機工程應用技術，2010,6（34）

The Application of Proteus simulation in electrical Courses

LIU Ping-ying (Jinken College of Technology, Nanjing, Jiangsu211156, China)

Electrical courses include theoretical and experimental teaching, the applications of Proteus simulation to aid the teaching of courses in electricity, can visualize and reify the abstract theory, Proteus simulation combined with the real experiment, can improve experiment efficiency, reduce component losses,and can stimulate students interest in learning,improve teaching effectiveness.

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.144

劉平英（1979-），女（漢），河南安陽人，工學碩士，講師，現為南京市金肯職業技術學院教師，從事電氣自動化技術專業的科研和教學工作。