淺析Proteus軟件在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用

陸勤靈

【摘 要】虛擬仿真實驗平臺很好地解決了到實驗室做實驗經(jīng)常會碰到的各種參數(shù)不易控制、元件的調(diào)換不方便等這些難題。Proteus是目前較為先進(jìn)和成熟的仿真實驗工具，將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學(xué)中，能使教學(xué)變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉(zhuǎn)為實際效果，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，能取得較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】Proteus 電工電子 仿真

傳統(tǒng)電類課程的教學(xué)方法是到實驗室做實驗，如使用信號發(fā)生器、示波器等電子儀器來進(jìn)行驗證。將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學(xué)中，能使教學(xué)變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉(zhuǎn)為實際效果，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。以下舉三個例子來說明該軟件在一般電類教學(xué)中的應(yīng)用。

1. Proteus在電工基礎(chǔ)類教學(xué)中的應(yīng)用

對初學(xué)電工的同學(xué)來說，電流方向與電位高低關(guān)系很難明白，采用軟件的交互仿真功能，就能很直觀的觀察到電流的流向和電位的關(guān)系，如圖1（a）（b）所示：

（a）圖中，交流電為正半周（紅點所處位置），上方為高電位（紅色），下方為低電位（藍(lán)色），電流從高電位點通過燈泡流到低電位點；再由低電位點通過電源流向高電位點。

（b）圖中，交流電為負(fù)半周，下方為高電位（紅色），上方為低電位（藍(lán)色），電流從高電位點通過燈泡流到低電位點；再由低電位點通過電源流向高電位點。

使用交互仿真功能，還能觀察電動機的轉(zhuǎn)動、聽到揚聲器發(fā)出的聲音等。其優(yōu)點是高低電位用不同顏色的導(dǎo)線表示，能觀察電流的流向，用電流電壓探針動態(tài)顯示電流電壓值，讓抽象的概念變得形象具體。

2.Proteus在門電路功能教學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)字電路中，門電路的概念和難點比較集中，如果學(xué)生沒有學(xué)會，這門課基本上也學(xué)不會。在Proteus軟件中調(diào)出任意門電路，每個引腳用有色小方塊顯示其狀態(tài)：藍(lán)色表示低電平，紅色表示高電平，灰色表示浮空，黃色表示沖突。改變A、B輸入狀態(tài)，Q馬上有輸出結(jié)果，明了直觀，學(xué)生能很快接受和理解異或門電路的功能。

如以下圖2（a）（b）所示：為門電路輸入輸出仿真電路。

圖中左邊的為邏輯狀態(tài)輸入，只要單擊左鍵或改變箭頭，就可以改變輸入狀態(tài)；右邊為邏輯探針，根據(jù)門電路功能，指示輸出狀態(tài)值。同時，在器件的輸入輸出端口，用紅、藍(lán)點表示電位高低。

采用邏輯狀態(tài)輸入其特點是數(shù)據(jù)輸入簡單，無需接其他電源、元件，電路簡潔， 易于理解。

3.Proteus仿真顯示譯碼器功能教學(xué)

七段數(shù)碼管是較為常用的顯示器，但七段數(shù)碼管要顯示，必須由驅(qū)動器驅(qū)動。CD4511是常用的輸出高電平有效的七段顯示譯碼器。如果教學(xué)僅僅只是講解其功能，學(xué)生大部分聽不懂，也不會使用。采用Proteus仿真教學(xué)，變難為易。在Proteus中繪出正確電路圖，運行仿真，使CD4511的3號腳LT=0，數(shù)碼管顯示8，說明LT=O，其輸出abcdefg=l11111，使七段顯示器全亮，用來觀測七段顯示器是否正常。使能級別最高。使CD4511的3號腳LT=1，4號腳BI=0，其輸出abcdefg都為0，即七段顯示器完全不亮，4號腳可供使用者控制僅對有效數(shù)據(jù)譯碼，避免在無意義的數(shù)據(jù)輸入時顯示出來造成宇型的系亂。

結(jié)束語：上述幾個列子，僅僅只是Proteus軟件強大功能應(yīng)用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教學(xué)，可以很好地將理論與實踐相結(jié)合，有利于增強學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（學(xué)生不怕觸電，不用擔(dān)心損壞元器件等），也部分解決了學(xué)校因?qū)嵱?xùn)場所不足而不能正常教學(xué)的問題。當(dāng)然，仿真手段也不是萬能的，在實際教學(xué)過程中，仿真手段還必須配合一定的實際動手操作實驗，才能從根本上增強學(xué)生的實際應(yīng)用能力，真正培養(yǎng)出符合社會需求的高技能人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周潤景，張麗娜. Proteus入門實用教程. 2007.

[2]陸靜霞. 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的探索與實踐. 2006.endprint