李先成LI Xian-cheng

（重慶市三峽水利電力學校，重慶 404100）

（Chongqing Three-gorges Water Conservancy and E1ectric Power Schoo1，Chongqing 404100，China）

0 引言

在中職電工基礎(chǔ)、電子線路和電子技能實訓等課程的教學中，往往需要學生搭制電路。傳統(tǒng)的方法是根據(jù)原理圖購買元器件，制板，焊接，調(diào)試，最后進行測試觀看實驗效果，如果元件參數(shù)選擇不當達不到實驗要求，就必須重新選擇元件，然后進行焊接，這個過程就要反復進行，這樣不僅費時、費力而且費用也高。而軟件就從根本上解決了這一難題，通過將Proteus仿真軟件引入到電子專業(yè)中，對一些電學定律，電路實驗進行仿真教學，幫助學生理解電學的有關(guān)原理，電路實驗現(xiàn)象，運用顏色、圖形、運動圖象、聲音等多種手段，將無法觸摸、難于理解的電學概念和電路實驗現(xiàn)象真實化和形象化，解決中職電子教學中存在的學生學習困難，學習積極性不高的問題，以提高學生學習的自覺性。根據(jù)多年從事電子教學的經(jīng)驗：在教學中引入Proteus仿真軟件，通過其仿真功能，幫助學生理解電學中的有關(guān)定理，電路實驗現(xiàn)象從而提高學生學習積極性。

1 Proteus軟件簡介

Proteus軟件是由英國Labcentere1 ectronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件，是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。Proteus軟件包括原理圖編輯（SCH）、印制電路板（PCB）布線、電路仿真（VSM）等功能，而這里主要使用其仿真功能，在沒有實驗電路板的情況下可以代替實驗電路板，仿真效果與實際電路實驗效果基本一致，可以大大的節(jié)約辦學成本，提高辦學效率和教學質(zhì)量。

2 直流電路的Proteus仿真教學

基爾霍夫節(jié)點電流定律是電工基礎(chǔ)很重要的一個知識點，現(xiàn)在通過Proteus仿真軟件來畫一個三條支路兩個網(wǎng)孔的直流電路來驗證基爾霍夫節(jié)點電流定律的正確性，為了便于學生理解在電路的三條支路中串入了三個直流電流表，通過直流電流表可以直觀的看到各個支路電流的關(guān)系，然后用Proteus軟件的仿真功能來對這個電路進行仿真。

2.1 電路原理圖(圖1)

2.2 電路圖的組成圖1中有三條支路對應(yīng)有三條電流分別為I1、I2、I3，其中 I1、I2為流入節(jié)點A，I3為流出節(jié)點 A，根據(jù)基爾霍夫節(jié)點電流定律，流入節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和，那么應(yīng)該有I1+I2=I3，下面通過閉合開關(guān)來看一下實驗效果。

2.3 電路仿真后的效果（圖 2）

2.4 仿真后的實驗總結(jié) 通過對該電路仿真我們看到 I1=9.94A，I2=-4.94A，I3=5.00A。不難看出：I1+I2=I3，即9.94A+(-4.94A)=5.00A。從而通過該電路驗證了基爾霍夫節(jié)點電流的正確性。

圖1 開關(guān)未閉合

圖2 開關(guān)閉合

3 單片機的仿真教學

如果只是在電工基礎(chǔ)、電子線路和電子技能實訓等課程中應(yīng)用Proteus，那真是大材小用了，Proteus的應(yīng)用還有單片機的仿真，它支持51系列，AVR，PIC等單片機的仿真，還提供了大量的測試儀器儀表，如邏輯分析儀，虛擬終端，SPI調(diào)試器，I2C調(diào)試器，多通道示波器，頻率計等。而在中職教學上現(xiàn)在很多中專學校都已經(jīng)開設(shè)了單片機這門課程，所以下面以八路搶答器為例來進行單片機仿真教學。

3.1 八路搶答器設(shè)計說明 只要主持人按下復位按鈕，數(shù)碼管就顯示“0”表示可以開始搶答，一旦有搶答信號，就立即判斷出是哪一位選手最先搶答的，隨即把相應(yīng)的位號送至數(shù)碼管顯示，并對其后的搶答信號不再響應(yīng)，同時蜂鳴器持續(xù)間隔鳴響，給出聲音提示信號，當主持人按下復位按鈕發(fā)出復位信號后開始下一輪搶答。

3.2 在Proteus上畫出八路搶答器電路原理圖（圖3）

3.3 在Kei1 C中編寫八路搶答器程序，并生成八路搶答器.HEX文件，下載到芯片里。

圖3 八路搶答器電路原理圖

3.4 電路仿真后的效果 單擊開始仿真，其仿真結(jié)果如圖4所示。從圖4中學生可以看到當按下該按鈕后電路開始運行仿真，首先按下主持人復位按鈕，然后在按第6個按鈕，此時數(shù)碼管上會顯示“6”這個數(shù)字，其他按鈕按下電路不會響應(yīng)，并且能聽到電腦所接的音響會發(fā)出持續(xù)間隔鳴響。在單片機教學中，由于單片機的軟硬件相關(guān)性，學生往往感到學起來很困難，軟件與硬件可能不配套，而應(yīng)用Kei1與Proteus進行結(jié)合使用，這個問題就迎刃而解，大大提高了學習的速度。

圖4 第6位選手按下時的仿真效果

4 Proteus對教學以及設(shè)備設(shè)施提出了新的要求

一件創(chuàng)新的工具將會改變?nèi)说墓ぷ髁晳T，同樣一個好的軟件，也會改變?nèi)说膶W習習慣，在中職電子教學中引入Proteus后，對教學過程，設(shè)備設(shè)施提出了新的要求。

①全面解決中職電子各專業(yè)的實驗實習問題。Proteus可以應(yīng)用在電工基礎(chǔ)，電子線路，電子技能實訓，單片機原理與接口電路，電子測量，電子電路設(shè)計等學科。對于每一個相關(guān)電路都可以搭建電路來仿真，仿真效果與實際效果一樣，克服教學中硬件電路固定，學生不能改，實驗內(nèi)容固定的局限性，同時擴展學生思路，提高學生學習主動性。②硬件投入少，經(jīng)濟。使用真實儀器，維護成本高，還怕學生搞壞。采用軟件方式進行教學更省時省力。③學生可自行實驗，鍛練解決實際工程的問題的能力。④應(yīng)用Proteus教學最低要求要有投影儀，最好還有相配套的機房。

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