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Proteus應(yīng)用在教學(xué)中的方法探討論文
摘要：本文介紹Proteus EDA仿真軟件的特色，以例舉的方法介紹了軟件在電子類主干課程中開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些方法和經(jīng)驗(yàn)，并針對目前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路。
關(guān)鍵詞：Proteus；應(yīng)用；教學(xué)方法
一、引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的應(yīng)用在各專業(yè)領(lǐng)域的工具軟件也得到了快速的發(fā)展，為輔助電子技術(shù)專業(yè)人員開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和制作的專業(yè)軟件也是層出不窮，各領(lǐng)風(fēng)騷。在高校中不同的專業(yè)課程、不同的專業(yè)教師會在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中給學(xué)生介紹不同的專業(yè)軟件，比如Multisim、PSpice，Protel等等。
二、Proteus簡介
Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，是一個(gè)電子設(shè)計(jì)的教學(xué)平臺、實(shí)驗(yàn)平臺和創(chuàng)新平臺，涵蓋了電工電子實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室等的全部功能。
其革命性的功能是將電路仿真和微處理器仿真進(jìn)行協(xié)調(diào)，直接在基于原理圖的虛擬原型上進(jìn)行處理器編程調(diào)試，并進(jìn)行功能驗(yàn)證，通過動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、LED、LCD、開關(guān)等），配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器（如示波器、邏輯分析儀等），可實(shí)時(shí)看到運(yùn)行后的輸入輸出的效果，其主要特點(diǎn)如下：
(一)可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路，其支持Pillips公司系列的ARM（LPC系列），Proteus的仿真是基于SPICE3F5的，因此它也能像其它的EDA軟件那樣進(jìn)行電路分析，如模擬分析、數(shù)字分析、混合信號分析、頻率分析等等。
(二)提供了虛擬示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、電表、Virtual Terminal等虛擬儀器儀表供選擇。
(三)能夠進(jìn)行SCH(原理圖)和PCB（印刷板）電路的設(shè)計(jì)。
(四)其自身只帶匯編編譯器，不支持C語言。但可以將它與Keil、ADS集成開發(fā)環(huán)境連接，將用匯編和C語言編寫的程序編譯好之后，可以立即進(jìn)行軟、硬件結(jié)合的系統(tǒng)仿真，達(dá)到很好的仿真效果。
三、從基礎(chǔ)入門到綜合運(yùn)用
Proteus最廣泛的應(yīng)用是對各類微處理器的功能仿真和外圍器件的調(diào)試，但作為入門學(xué)習(xí)，我們還是從電子類專業(yè)第一門基礎(chǔ)課電路原理的實(shí)驗(yàn)開始，先介紹用Proteus畫電路原理圖和進(jìn)行電子測量的基本方法。電路實(shí)驗(yàn)旨在幫助大家掌握電路結(jié)構(gòu)的分析和定律的驗(yàn)證，由于Proteus具有豐富的電參數(shù)測量的虛擬儀器，而且在它的元件庫中還有很多具有動(dòng)畫效果的仿真元件，通過軟件就可以非常直觀的演示電路中電流、電壓的變化規(guī)律。
在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵要讓大家掌握各種集成電路的邏輯功能，以及電路中高、低電平的變化規(guī)律。應(yīng)用Proteus的動(dòng)畫演示功能，可以通過紅色（高電平）和藍(lán)色（低電平）小方塊顯示每個(gè)器件引腳上電平的實(shí)時(shí)變化規(guī)律，這樣就能很好的幫助大家理解和掌握電路的功能。
在模擬電路實(shí)驗(yàn)中，大家必須學(xué)會用示波器觀測和分析各種放大電路的特性，理解電路的工作原理。借助Proteus強(qiáng)大的模擬仿真功能，在教學(xué)中可以很方便的給大家一邊演示、一邊講解各種電路的特性和工作原理。
經(jīng)過前面三門基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，大家對Proteus軟件的使用應(yīng)該具備一定的能力，到單片機(jī)課程中，教會大家應(yīng)用Proteus進(jìn)行C語言（或匯編語言）程序調(diào)試的方法之后，既發(fā)揮了Proteus軟件在單片機(jī)方面應(yīng)用的特色，又能很好的開展綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。運(yùn)用軟件豐富的元件庫，大家還可以做很多設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，對提高大家的學(xué)習(xí)興趣，具有非常實(shí)用的意義。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)，重在通過實(shí)驗(yàn)讓大家更好的理解、鞏固和掌握相關(guān)的理論知識�？v觀現(xiàn)有的教學(xué)模式，絕大部分高校理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是相分離的，不是說教學(xué)內(nèi)容上分離，而是在授課時(shí)間和任課教師配置上是分離的。理論課往往是由教授、副教授或高水平講師以大班化的方式來傳授知識，而實(shí)驗(yàn)課大多數(shù)是由實(shí)驗(yàn)室的教輔人員來承擔(dān)。這就造成了大家在學(xué)習(xí)理論知識時(shí)只能是被動(dòng)的聽，提不起學(xué)習(xí)的興趣，到了實(shí)驗(yàn)課，課堂上講過的理論知識玩得差不多的時(shí)候，又不理解實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做了。因此這種教學(xué)模式是完全偏離大家認(rèn)知規(guī)律的。
在現(xiàn)代教學(xué)設(shè)施非常先進(jìn)的條件下，應(yīng)該將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全整合在一起，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”。理論教學(xué)內(nèi)容要例舉實(shí)際應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要突破依賴于專門的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，讓學(xué)生在課內(nèi)、課外進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)、仿真和驗(yàn)證，在計(jì)算機(jī)軟件仿真成功的基礎(chǔ)上，然后進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)與制作。通過這種綜合性的訓(xùn)練，激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣，既使學(xué)生真正掌握理論知識，又提高分析問題的能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。
五、總結(jié)
Proteus軟件是一款將電路仿真、PCB設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真三合一的綜合開發(fā)平臺，軟件所特有的動(dòng)畫演示功能對大家學(xué)習(xí)電子類專業(yè)知識有很強(qiáng)的輔助作用。專業(yè)教師在組織教學(xué)中，可以充分利用它從最基礎(chǔ)的電路原理開始，一直延用到嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)中，同時(shí)還可以開展邊學(xué)邊做、邊做邊學(xué)的教學(xué)方法研究。
參考文獻(xiàn)：
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