【proteus仿真】Proteus在电子专业中的作用

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　　摘要：为了解决目前电子专业教学中存在的问题，将仿真软件Proteus引入到电子专业中，使学生能够随时随地进行电路设计，同时为后续课程的学习打下坚实的基础。首先简要介绍仿真软件Proteus，然后分别说明Proteus在电子理论教学和实训教学中的应用。实践证明，把Proteus应用到模拟电子专业的教学中，让理论教学与实训教学找到新的结合点，且不加重学生的学习负担，达到了较好的教学效果。
　　关键词：单片机；Proteus；仿真；电子
　　一、Proteus软件简介
　　Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，已有20年的历史，在全球得到了广泛应用。Proteus软件的功能强大，它集电路设计制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真。其主要功能在于：
　　1.智能原理图设计
　　Proteus软件在具有丰富的器件库： 超过27000 种元器件，可方便地创建新元件；自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；可输出高质量图纸；可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD POWERPOINT等多种文档使用。
　　2. 电路仿真功能
　　1）Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。2）Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、信号发生器、交直流电压 （ 流） 表等。3）Proteus 还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。
　　二、Proteu在电子类课程教学的作用
　　1.理论课教学的作用
　　电子类专业知识丰富、课程多，有的课程概念多、理论分析复杂，如电路分析课程和模拟电路课程；有的课程实践性强，注重实际使用和应用，如数字电路；有的课程不仅需要设计硬件电路，还需要设计软件程序，如单片机课程。在课堂教学中，传统的理论讲授和数学推导很难引起学生学习的兴趣，也不易让学生深入理解，学生更愿意通过直观的方式学习课程知识。Proteus具有常见的电路元器件、显示器件和虚拟仪表等，在课堂教学过程中运用Proteus软件，可以方便地显示结果或测量出结果，学生可以直接看到电路的结果。这样学生对电路认识更容易，体会更深入，也更利于提高学生的学习兴趣和学习积极性。例如：在电路分析课程中介绍电流定律和电压定律时，可以通过Proteus软件直接设计出电路，在电路的支路上连接电流表和电压表，运行后，可以直接测量出电流和电压，对定律进行验证；在单片机课程中介绍定时计数器的应用―――产生波形时，可以通过Proteus软件设计出单片机应用系统，在波形输出端连接虚拟示波器，在单片机上加载相应的程序，运行后，在虚拟示波器面板上就可以看到产生的波形情况。
　　在教学过程中，如果了解参数或程序对电路的影响，使用Proteus软件，只需要简单地改变元件参数或程序，重新进行仿真运行即可，从而节约大量时间，提高教学效率。
　　2、在实训教学的作用
　　1.实训教学是电子专业课程非常重要的教学环节。传统的电子课程实训大多采用配置硬件实验箱的做法，由教师给出几个实训题目，学生在相应实验箱上实现。这样配置虽然学生对硬件设备有一定的认识但存在以下几个方面的问题：
　　（1）不利于设备的管理及维护。电子课程很多，每门课程都配置实训室和实训设备，需要大量的实训场所和设备，必然会加大管理及维护的难度。
　　（2）实训室投入费用高，也不利于保持实训室的先进性。每一门课程都需要其相应的实训设备和实训室，实训室建设费用高。而且由于电子技术的飞速发展，各种新设备、新器件层出不穷，更新速度快。实训箱设备由于费用高，不可能随时更换，很快就会落后。
　　（3）不利于提高实训效果，开展创新性实训。实验箱上电路模块固定，只能在有限的几种器件或线路实验板之上进行实训，为避免损坏，实训线路大部分已经连接好，让学生连接的部分很少，限制了学生的操作空间，不利于提高实训效果。实训箱上可选做的实训题目较少，实训内容基本固定，学生实训时只是进行验证，不利于学生创新思维能力的培养。
　　（4）实训设备数量少，学生不够用。硬件的实训设备价格高，而且基于实训室少和学生人数多的原因，数量大多不够用，实训时只能分组，远远不能满足学生实训需要。
　　2. Proteus软件能够仿真和分析电子专业的大部分课程，为电子专业的实训室建设提供了新的思路和解决之道。基于Proteus的电子类实训室建设主要有以下优点：
　　（1）实现电子类课程实训平台的统一。Proteus软件不仅可以仿真电路分析、模拟电子线路和数字电路的实训，而且可以仿真实现单片机、ARM应用系统等课程的实训，是一个多功能的综合实训平台。
　　（2）降低实训室建设成本。同传统实训室建设相比，Proteus实训室建设只需建立在现有的计算机平台上。建立一个实训室可以同时实现以前的多个实训室的功能（如电路分析实训室、模拟电路实训室、数字电路实训室、单片机应用系统等），从而大大降低电子类专业实训室建设的成本。
　　（3）易于管理和维护。由于实训室的核心为Proteus仿真软件，相关实训是无损耗的，其管理、维护主要是用户账户的管理、软件的安装及更新，可以明显降低教师的设备管理和维护工作量。
　　（4）实训效果好，丰富的实训内容可以激发学生的实训兴趣及创新思维。在实训过程中学生须自己设计实训硬件、电路连接，并进行仿真与分析，得到实训结果，有利于培养学生操作能力和综合性能力。学生也可以开展除规定实训内容之外的个性化实训研究、创新型实训，有利于培养学生的创新性能力。
　　（5）在实训覆盖数量上能满足学生实训的需要。如今PC机大量普及，组建的Proteus实训室能轻松满足大量学生实训的需要。而且学生也可以在自己的计算机上安装Proteus软件，在寝室就可以进行实训和研究。
　　三、结语
　　Proteus仿真软件在电子专业教学过程中的应用，解决了专业课抽象、单调、与实际脱节的问题，增强了教学的直观性、生动性，不仅提高学生的学习兴趣，也有利于培养学生的创造性思维。只要将软件安装到电脑上，即可充分发挥自己的想象力，研究出不同的电路设计方案。同时也有利于增加师生交流机会，使得教学氛围更加生动活泼，更好地落实因材施教，提高课堂教学的效率和质量。
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