楊曉輝

摘要：虛擬仿真技術(shù)是一項比較先進的技術(shù)，它是建立計算機技術(shù)基礎(chǔ)之上來實現(xiàn)的，通過該項技術(shù)，我們僅僅需要計算機以及Proteus軟件就能進行模擬實驗，通過虛擬的技術(shù)來實現(xiàn)一些實驗過程。本文利用Proteus軟件來電氣自動化專業(yè)的相關(guān)課程中進行使用，利用虛擬軟件來完成教學任務(wù)，通過這種措施來對教學進行改革，進而實現(xiàn)培養(yǎng)學生的目的。

關(guān)鍵詞：Proteus 虛擬仿真 數(shù)字電子技術(shù)

中圖分類號： TP391.9文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

Proteus軟件是一套對電路進行分析的仿真軟件，由英國一家公司開發(fā)研究成果，該系統(tǒng)主要是包括電路原理仿真設(shè)計、印刷電路板設(shè)計等程序。Proteus軟件可以利用Windows系統(tǒng)來實現(xiàn)，然后對各種電路以及元器件進行模擬仿真。Proteus軟件能夠?qū)⑻摂M電路要單片機等有效的結(jié)合，并且利用該軟件還可以進行調(diào)試，同時能夠?qū)﹄娐吩韴D進行繪制。

電氣自動化專業(yè)的課程包括、電子技術(shù)、自動化技術(shù)以及信息處理等等內(nèi)容，屬于技術(shù)型人才，利用Proteus軟件可以對電子信息類的教學產(chǎn)生較大影響，極大的改善教學質(zhì)量，同時利用該軟件也能有效改善學生的創(chuàng)新能力以及動手能力。

1、虛擬仿真概述

虛擬仿真軟件的應(yīng)用能夠以虛擬的形式將所模擬的實體形象的表達出來，通過將模擬的對象在仿真軟件中整合到一起，為我們提供虛擬的實際效果來。虛擬仿真主要的影響因素為操作人員、系統(tǒng)以及虛擬的環(huán)境等三方面內(nèi)容。虛擬仿真主要是為了能夠形成一個能使人感受其環(huán)境的系統(tǒng)，利用虛擬仿真軟件模擬的環(huán)境可以從視覺、聽覺等多方面來為用戶提供服務(wù)，并且利用該軟件制造的環(huán)境可以實現(xiàn)以假弄真的作用。需要注意的是，虛擬仿真軟件實現(xiàn)的環(huán)境需要借助真實環(huán)境中的一些實際特征，虛擬環(huán)境中的聲音、圖像等必須與真實存在向協(xié)調(diào)，并且行為特征等等方面的內(nèi)容需要同真實環(huán)境具有一致性的特點。

虛擬仿真是建立在計算機、多媒體以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等實現(xiàn)的仿真技術(shù)，仿真系統(tǒng)的運行必須要有完善的系統(tǒng)模型。仿真系統(tǒng)一般是利用數(shù)學模型來實現(xiàn)的。虛擬實驗的開展能夠幫助學生獲得一定的學習能力，但是虛擬實驗仍然不能代替真實環(huán)境的效果，學生許多的學習技能仍然需要真實環(huán)境來實現(xiàn)。通過虛擬實驗的開展，可以幫助學生感受各種問題的環(huán)境，進而尋找解決問題的方式，培養(yǎng)學生的學習能力，這種模擬的方式不能與真實環(huán)境還是存在一定的差距，必須要靠學生專業(yè)技能來解決。為此，虛擬實驗的應(yīng)用必須要選擇合理的范圍，它適用于原理及概念等方面的實驗，對于實際的操作還是存在一定差距，并且學生實際操作能力的培養(yǎng)需要在真實環(huán)境中來進行鍛煉。

虛擬實驗是利用經(jīng)驗來為學生提供一個探索的學習環(huán)境，學生對電路原理等進行檢驗時，通過該仿真軟件即可獲得驗證結(jié)果，在實驗中學生可以通過觀察來對課本知識進行理解，通過試驗的過程、實驗方法以及實驗結(jié)果來對知識獲得基本的掌握。仿真軟件在實際的應(yīng)用中，學生可以對知識的形成有初步的了解，并且學生可以發(fā)揮自己的想象能力，通過實驗過程來培養(yǎng)學生解決問題的能力。虛擬實驗在教學中可以部分的替代真實環(huán)境，同時也能為真實的實驗提供準備工作。

虛擬實驗在電氣信息類的教學過程中需要注意以下幾點：（1）培養(yǎng)學生的獨立操作能力；（2）利用課題來進行探索；學校的知識一般都是按照主題來進行設(shè)置，我們按照一定的課題來進行探索培養(yǎng)學生的邏輯能力，進而幫助學生培養(yǎng)綜合能力的運用，幫助他們解決問題。（3）提高學生團隊協(xié)作能力，通過學生團隊合作學習的過程來增強學生的互動能力，進而加強相互交流的能力，使得實驗過程能夠順利的進行。在具體的教學過程中，教師必須要幫助學生正確使用仿真軟件，利用虛擬同真實環(huán)境的共同點，正確處理虛實之間的關(guān)系。

2、Proteus軟件在電氣信息類實驗教學中的應(yīng)用分析

2.1、電子技術(shù)中的仿真應(yīng)用

電子技術(shù)是一門重要的基礎(chǔ)課程，在該課程學習中，電路模擬是一項重要的課程。在該課程中，電路放大是電路模擬中的一項基礎(chǔ)。同時，該電路理解起來是非常困難的，尤其是靜態(tài)分析。Proteus 軟件在電路放大中的應(yīng)用主要包括這些內(nèi)容，將電流表、示波器以及電壓指針等設(shè)備標識到電路放大圖中，然后將仿真的最終結(jié)構(gòu)與理論值進行對比分析。

電路放大的靜態(tài)分析主要如下，晶體管的輸出以及輸入對應(yīng)工作點為靜態(tài)工作點。同時，該靜態(tài)工作點的選擇對電路的最終放大質(zhì)量能否造成一定的影響。在實驗過程中，我們必須要保證信號在輸入的過程中晶體管一直保持放大的狀態(tài)，避免出現(xiàn)飽和失真的現(xiàn)象。我們利用Proteus 軟件在電路放大中的實驗，可以為學生提供需要的波形，并且在實驗過程中電路中的信號、電阻等參數(shù)都能進行調(diào)整，并且在實驗結(jié)束后還可以再次仿真幫助學生掌握理論知識，該實驗對場地沒有太高的要求。

2.2、數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字電子技術(shù)涉及的內(nèi)容包括集成元器件、邏輯門電路、觸發(fā)器等內(nèi)容。在數(shù)字電子技術(shù)當中，目前應(yīng)用比較廣泛時序電路一般是計數(shù)器，它可以為時鐘的脈沖進行計數(shù)，并且還可以進行定時以及數(shù)字運算等等。計數(shù)器不同芯片之間的連接方式有很多種，常見的有串行進位方式、并行進位方式、整體置零方式和整體置數(shù)方式。本文對并行進位的連接方式進行簡單介紹，該連接是通過低位片的輸出信號來控制高位片的信號。

Proteus 軟件在數(shù)字電子技術(shù)中的仿真應(yīng)用具體如下。先下安裝元器件，包括芯片、信號發(fā)生器、數(shù)碼管以及LOGICTOGGLE 等等。時鐘的頻率我們可以選擇為1Hz，計數(shù)器的計數(shù)頻率為每秒一次。在具體的仿真實驗當中，啟動Proteus 軟件后，數(shù)碼管開始計數(shù)，并且到一定程度后數(shù)碼管可以循環(huán)技術(shù)。這也需要對數(shù)碼管進行設(shè)置，如果要設(shè)置多位數(shù)的計數(shù)，我們需要添加主芯片以及數(shù)碼管等元器件。通過實際教學我們也能發(fā)現(xiàn)，Proteus 軟件在數(shù)字電子技術(shù)中的應(yīng)用，它可以靈活的為學生提供幫助，并且在具體的使用中受各種芯片的影響比較小。學生可以利用仿真軟件靈活的設(shè)計各種電路，并且各種元器件的使用也多呈現(xiàn)出多樣化，實驗的結(jié)果同實際電路產(chǎn)生的效果相同，并且通過試驗過程也能加深學生的理解，學生的學習興趣也比較高。

此外，Proteus 軟件還可以應(yīng)用到單片機的教學當中，單片機的實踐教學對學生來說是非常重要的。傳統(tǒng)的實踐課程，學校需要配備設(shè)備以及實驗儀器，并且需要專門的場地來進行實驗。利用仿真軟件則僅僅需要較低的資金即可實現(xiàn)，通過該軟件能夠模仿單片機的各項功能，為學生提供學習的場地。

總結(jié)：

Proteus 軟件在電氣信息類教學的應(yīng)用具有較好的優(yōu)勢，學校投入的資金比較少，并且學生可以自己進行實驗，實驗的過程以及結(jié)果均與實際發(fā)生的環(huán)境相類似。此外，該軟件的應(yīng)用能夠提高學生的創(chuàng)造能力，極大的改善的教學質(zhì)量，對學生的專業(yè)素質(zhì)提高來說有很大的幫助。

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