Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真軟件在數(shù)字電路設(shè)計中的應(yīng)用

摘要：以Proteus軟件為例，介紹了基于該軟件的彩燈循環(huán)顯示實驗的仿真設(shè)計過程，并分析了軟件仿真技術(shù)對于應(yīng)用電子專業(yè)實驗實訓(xùn)的重要性。

關(guān)鍵詞：Proteus；EDA；仿真；實驗

現(xiàn)代計算機應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展，催生了多種應(yīng)用于電子電路設(shè)計的EDA（Electronic Document Authorization，電子文授權(quán)）軟件，Proteus軟件就是其中很成功的一種。該軟件是由英國Labcenter Electronics開發(fā)出來的，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成系統(tǒng)仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真等功能；帶有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。在我國當前強調(diào)應(yīng)用技能培養(yǎng)的職業(yè)院校電子類課程教學(xué)實踐中，由于實驗器材與教學(xué)經(jīng)費的缺乏，采用基于該軟件的仿真技術(shù)進行教學(xué)，具有重要的現(xiàn)實意義。

Proteus軟件環(huán)境的操作

在該軟件環(huán)境下，執(zhí)行各種電子電路設(shè)計，最重要的就是查找元器件，該軟件含有豐富的元件庫，在選中component圖標后，點擊工具欄中的字母P模樣的控件，就可以出現(xiàn)元件查找界面，如圖1所示。此時通過輸入關(guān)鍵詞的方式就可以查找各類元器件了，比如，輸入“cap”查找電容，輸入“res”查找電阻等。對于所查找的元器件的參數(shù)可以通過屬性進行修改，也可以在圖1的狀態(tài)下選擇合適參數(shù)的元器件。

圖1 Proteus軟件元件查找環(huán)境界面

該軟件的其他電路連線、元器件屬性修改、元件放置、文件保存等操作與一般電路設(shè)計軟件沒有太大的區(qū)別，本文不再一一贅述。該軟件在操作中值得注意的是，鼠標單擊左鍵放置一個元器件后，單擊右鍵元件變紅，即表示選中了該元件，此時雙擊左鍵可以修改屬性，而如果不擊左鍵，只單擊右鍵，則刪除該元件。這種操作與多數(shù)軟件的習(xí)慣不大一樣，給初學(xué)該軟件的工程人員帶來不少麻煩。另外，該軟件的仿真運行、停止等控件的設(shè)計非常形象，在界面的左下方，形狀與許多電器設(shè)備上的按鈕非常相似。

基于Proteus軟件的彩燈循環(huán)電路教學(xué)設(shè)計

在數(shù)字電路這門課程的教學(xué)實踐中，彩燈循環(huán)電路是一個非常經(jīng)典的電路，可以幫助學(xué)生理解555時基電路、二進制集成計數(shù)器CD4040、74LS138譯碼電路等集成元件的功能。在實際實驗過程中，由于學(xué)生在連接實際元器件電路時可能出現(xiàn)操作錯誤，損壞元器件，增加教學(xué)成本，近年來，我們采用了Proteus軟件來仿真該實驗，其仿真執(zhí)行效果界面如圖2所示。發(fā)光二極管旁邊的燈變綠表明該燈點亮，仿真執(zhí)行后，綠燈循環(huán)閃爍，效果非常明顯。

圖2 基于Proteus軟件彩燈循環(huán)仿真執(zhí)行界面

Proteus仿真軟件在數(shù)字電路設(shè)計中的意義

在當前我國職業(yè)院校電子電路專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)實踐中，增加仿真實驗具有重要意義。首先，我國職業(yè)院校的學(xué)生生源質(zhì)量不太理想，電子電路部分的知識又不是非常直觀，必須經(jīng)過充分的實驗，才能使學(xué)生對這部分知識有良好的理解，而運用仿真軟件能較快地實現(xiàn)上述目的。其次，在我國多數(shù)職業(yè)院校教學(xué)經(jīng)費不充裕的情況下，實驗中耗材的開支往往不是一個很小的數(shù)目，而仿真實驗只需要計算機作為硬件，這對于優(yōu)化教學(xué)資源的配置也是具有重要意義的。再次，在現(xiàn)代電子電路設(shè)計中，電路設(shè)計與仿真軟件的操作能力的重要性是毋庸置疑的。Proteus仿真軟件的應(yīng)用還能培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力及仿真軟件的操作能力。當然，仿真軟件也不是萬能的，在實際教學(xué)中，運用仿真軟件還必須配合一定的實際動手操作實驗，才能從根本上提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力，真正培養(yǎng)出符合社會需要的應(yīng)用型人才。

參考文獻：

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[3]盧慶林.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與綜合訓(xùn)練[M].北京：高等教育出版社，2004：112-114.

作者簡介：

朱艷（1965—），女，講師，主要從事電子線路領(lǐng)域的教學(xué)與研究工作。

陳杰（1978—），男，助理講師，主要從事電子技術(shù)以及環(huán)境參數(shù)監(jiān)測與控制方面的教學(xué)及研究。