Proteus仿真在數字電子技術中的應用

冀勇鋼+++張鵬

摘 要：為了更好的提高數字電子技術教學效果，將Proteus仿真軟件應用于教學之中。文章在理論分析、設計基礎上，通過元器件的選取，相關參數的設置，建立相應的仿真實例，得到直觀的仿真結果。通過仿真實例能激發學生的學習興趣，使學生很方便快捷的檢查自己設計是否正確合理，進而對數字功能電路的設計有更深層次探索與思考。

關鍵詞：數字電子技術；Proteus；組合邏輯；時序邏輯

引言

數字電子技術課程是電氣、通信、電子信息、計算機、機電等相關專業的一門基礎課，此課程工程實踐性特別強，是培養學生創新實踐能力的一門重要課程。數字電子技術主要分為：組合邏輯電路和時序邏輯電路兩部分。在教學中，學生普遍認為數字電子技術相對模擬電子技術容易掌握，課程難度偏小。盡管如此要想扎實掌握數字電子技術這門課程也有一定困難，數字電路多采用封裝好的芯片，學生想很好的驗證自己的設計結果實施起來比較困難。學生自行設計的硬件系統和軟件系統，一般會存在某方面的不足，當給出設計任務后，學生就算能順利完成，其中所涉及的有些方式也不能在自己的設計中充分領悟。采用Proteus軟件進行虛擬數字電路仿真優勢明顯，如涉及內容全，硬件投入少，可自行實踐，過程幾乎無損耗，與工程實踐最為接近。

Proteus軟件是英國 Labcenter Elecronics 公司開發的EDA仿真軟件，已有多年歷史，該軟件集成了原理圖布局，仿真工具，PCB設計等功能?？梢詫崿F一個完成的電子設計系統。它是一種混合設計仿真工具。Proteus軟件由ISIS和ARES兩個部分構成，其中的ISIS是一款便捷的電子系統仿真軟件，擁有超過8000多個元件庫，能很好的完成數字電路相關仿真，仿真結果直觀明了。

1 Proteus相關設計實例

文章從計算機輔助教學出發，討論如何利用Proteus軟件提高數字電子技術教學與實踐效果。通過Proteus軟件構建一些形象、直觀的數字電路，演示仿真結果，“虛實”結合，讓學生在有限的時間內，對數字電路中的組合、時序邏輯電路分析與設計有充分的理解和掌握。學生能夠在很短實踐掌握有關功能器件的特別和典型應用，以及注意事項，激發學生的學習熱情、提高學生的實踐動手能力、工程設計思想等。

1.1 555組成的秒時基電路仿真

秒時基電路是時序邏輯電路中經常使用的單元塊電路，可以通過555組成的多諧振蕩器構成秒時基電路，只需要選擇合適的電阻和電容值就實現。秒時基電路應用非常廣泛，交通燈電路系統、LED數字顯示的電子表電路等，均需要產生秒時基脈沖電路單元。在Proteus選擇大小合適的圖紙，建立圖形輸入仿真文件，根據理論計算確定有關電阻電容數值，選取器件，修改電路參數，連接元器件組成電路。保存并運行仿真文件可得到相關波形如圖1。通過波形可以很直觀的看出設計是否滿足要求為1秒的時基電路，同時修改有關電阻值可以在周期為1秒的前題下改變脈沖的占空比。使學生充分理解多諧振蕩電路，并可以根據實際需要產生不同周期和占空比的脈沖，激發學生對555電路的深層次的學習，從真正意義上認識555電路特性，驗證其組成設計單諧、多諧振蕩電路以及有實際應用的觸發報警、脈沖產生等電路。

1.2 譯碼顯示電路仿真

顯示器件是數字電路一個重要部分，其中LED數碼管應用尤為廣泛。本例通過譯碼芯片74LS47和共陽極數碼管來完成譯碼電路和顯示電路的內容。圖2中輸入數字為013（采用2進制0000 0001 0011）通過譯碼器件，譯出相應7段ABCDEFG的高低電平，譯碼芯片與共陽極數碼管連接，最終正確的輸出相關顯示內容。同學還可以利用其它譯碼芯片CD4511、74LS48和共陰極數碼連接，在此基礎上還可以加入計數器，脈沖電路，這樣就能實現脈沖的自動計數及顯示，效果直觀。進行完一整套設計學生很有成就感，能進一步激發學生的學習興趣。

圖2 LED數碼管構成的譯碼顯示電路

2 結束語

利用Proteus仿真軟件，在數字電子技術的教學中有著廣闊的應用天地，不僅可以利用基本門電路、觸發器設計相關電路，還可以利用功能芯片，進行單元電路，數字系統電路仿真，進一步結合單片機構成軟硬件相結合的系統。由于篇幅有限，文章不能列舉很多實例，這里僅僅起拋磚引玉的作用。此種教學方式能很大的激勵學生學習主動性，改善填鴨式教學模式，讓學生作為學習的主導著，真正使學生把所學的理論知識，轉化為實踐能力，由被動學習變為主動學習，由接受式學習，變為開創式學習。

參考文獻

[1]覃楨，胡俊瑋，劉文佳.Proteus仿真在數字電路中的項目教學探究[J].電子制作，2013.5.

[2]周潤景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統設計與仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[3]康華光，陳大欽.電子技術基礎（數字部分）[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者簡介：冀勇鋼（1981-），男，陜西渭南人，講師。研究方向嵌入式，EDA技術，通信、電子技術。endprint

摘 要：為了更好的提高數字電子技術教學效果，將Proteus仿真軟件應用于教學之中。文章在理論分析、設計基礎上，通過元器件的選取，相關參數的設置，建立相應的仿真實例，得到直觀的仿真結果。通過仿真實例能激發學生的學習興趣，使學生很方便快捷的檢查自己設計是否正確合理，進而對數字功能電路的設計有更深層次探索與思考。

關鍵詞：數字電子技術；Proteus；組合邏輯；時序邏輯

引言

數字電子技術課程是電氣、通信、電子信息、計算機、機電等相關專業的一門基礎課，此課程工程實踐性特別強，是培養學生創新實踐能力的一門重要課程。數字電子技術主要分為：組合邏輯電路和時序邏輯電路兩部分。在教學中，學生普遍認為數字電子技術相對模擬電子技術容易掌握，課程難度偏小。盡管如此要想扎實掌握數字電子技術這門課程也有一定困難，數字電路多采用封裝好的芯片，學生想很好的驗證自己的設計結果實施起來比較困難。學生自行設計的硬件系統和軟件系統，一般會存在某方面的不足，當給出設計任務后，學生就算能順利完成，其中所涉及的有些方式也不能在自己的設計中充分領悟。采用Proteus軟件進行虛擬數字電路仿真優勢明顯，如涉及內容全，硬件投入少，可自行實踐，過程幾乎無損耗，與工程實踐最為接近。

Proteus軟件是英國 Labcenter Elecronics 公司開發的EDA仿真軟件，已有多年歷史，該軟件集成了原理圖布局，仿真工具，PCB設計等功能。可以實現一個完成的電子設計系統。它是一種混合設計仿真工具。Proteus軟件由ISIS和ARES兩個部分構成，其中的ISIS是一款便捷的電子系統仿真軟件，擁有超過8000多個元件庫，能很好的完成數字電路相關仿真，仿真結果直觀明了。

1 Proteus相關設計實例

文章從計算機輔助教學出發，討論如何利用Proteus軟件提高數字電子技術教學與實踐效果。通過Proteus軟件構建一些形象、直觀的數字電路，演示仿真結果，“虛實”結合，讓學生在有限的時間內，對數字電路中的組合、時序邏輯電路分析與設計有充分的理解和掌握。學生能夠在很短實踐掌握有關功能器件的特別和典型應用，以及注意事項，激發學生的學習熱情、提高學生的實踐動手能力、工程設計思想等。

1.1 555組成的秒時基電路仿真

秒時基電路是時序邏輯電路中經常使用的單元塊電路，可以通過555組成的多諧振蕩器構成秒時基電路，只需要選擇合適的電阻和電容值就實現。秒時基電路應用非常廣泛，交通燈電路系統、LED數字顯示的電子表電路等，均需要產生秒時基脈沖電路單元。在Proteus選擇大小合適的圖紙，建立圖形輸入仿真文件，根據理論計算確定有關電阻電容數值，選取器件，修改電路參數，連接元器件組成電路。保存并運行仿真文件可得到相關波形如圖1。通過波形可以很直觀的看出設計是否滿足要求為1秒的時基電路，同時修改有關電阻值可以在周期為1秒的前題下改變脈沖的占空比。使學生充分理解多諧振蕩電路，并可以根據實際需要產生不同周期和占空比的脈沖，激發學生對555電路的深層次的學習，從真正意義上認識555電路特性，驗證其組成設計單諧、多諧振蕩電路以及有實際應用的觸發報警、脈沖產生等電路。

1.2 譯碼顯示電路仿真

顯示器件是數字電路一個重要部分，其中LED數碼管應用尤為廣泛。本例通過譯碼芯片74LS47和共陽極數碼管來完成譯碼電路和顯示電路的內容。圖2中輸入數字為013（采用2進制0000 0001 0011）通過譯碼器件，譯出相應7段ABCDEFG的高低電平，譯碼芯片與共陽極數碼管連接，最終正確的輸出相關顯示內容。同學還可以利用其它譯碼芯片CD4511、74LS48和共陰極數碼連接，在此基礎上還可以加入計數器，脈沖電路，這樣就能實現脈沖的自動計數及顯示，效果直觀。進行完一整套設計學生很有成就感，能進一步激發學生的學習興趣。

圖2 LED數碼管構成的譯碼顯示電路

2 結束語

利用Proteus仿真軟件，在數字電子技術的教學中有著廣闊的應用天地，不僅可以利用基本門電路、觸發器設計相關電路，還可以利用功能芯片，進行單元電路，數字系統電路仿真，進一步結合單片機構成軟硬件相結合的系統。由于篇幅有限，文章不能列舉很多實例，這里僅僅起拋磚引玉的作用。此種教學方式能很大的激勵學生學習主動性，改善填鴨式教學模式，讓學生作為學習的主導著，真正使學生把所學的理論知識，轉化為實踐能力，由被動學習變為主動學習，由接受式學習，變為開創式學習。

參考文獻

[1]覃楨，胡俊瑋，劉文佳.Proteus仿真在數字電路中的項目教學探究[J].電子制作，2013.5.

[2]周潤景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統設計與仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[3]康華光，陳大欽.電子技術基礎（數字部分）[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者簡介：冀勇鋼（1981-），男，陜西渭南人，講師。研究方向嵌入式，EDA技術，通信、電子技術。endprint

摘 要：為了更好的提高數字電子技術教學效果，將Proteus仿真軟件應用于教學之中。文章在理論分析、設計基礎上，通過元器件的選取，相關參數的設置，建立相應的仿真實例，得到直觀的仿真結果。通過仿真實例能激發學生的學習興趣，使學生很方便快捷的檢查自己設計是否正確合理，進而對數字功能電路的設計有更深層次探索與思考。

關鍵詞：數字電子技術；Proteus；組合邏輯；時序邏輯

引言

數字電子技術課程是電氣、通信、電子信息、計算機、機電等相關專業的一門基礎課，此課程工程實踐性特別強，是培養學生創新實踐能力的一門重要課程。數字電子技術主要分為：組合邏輯電路和時序邏輯電路兩部分。在教學中，學生普遍認為數字電子技術相對模擬電子技術容易掌握，課程難度偏小。盡管如此要想扎實掌握數字電子技術這門課程也有一定困難，數字電路多采用封裝好的芯片，學生想很好的驗證自己的設計結果實施起來比較困難。學生自行設計的硬件系統和軟件系統，一般會存在某方面的不足，當給出設計任務后，學生就算能順利完成，其中所涉及的有些方式也不能在自己的設計中充分領悟。采用Proteus軟件進行虛擬數字電路仿真優勢明顯，如涉及內容全，硬件投入少，可自行實踐，過程幾乎無損耗，與工程實踐最為接近。

Proteus軟件是英國 Labcenter Elecronics 公司開發的EDA仿真軟件，已有多年歷史，該軟件集成了原理圖布局，仿真工具，PCB設計等功能?？梢詫崿F一個完成的電子設計系統。它是一種混合設計仿真工具。Proteus軟件由ISIS和ARES兩個部分構成，其中的ISIS是一款便捷的電子系統仿真軟件，擁有超過8000多個元件庫，能很好的完成數字電路相關仿真，仿真結果直觀明了。

1 Proteus相關設計實例

文章從計算機輔助教學出發，討論如何利用Proteus軟件提高數字電子技術教學與實踐效果。通過Proteus軟件構建一些形象、直觀的數字電路，演示仿真結果，“虛實”結合，讓學生在有限的時間內，對數字電路中的組合、時序邏輯電路分析與設計有充分的理解和掌握。學生能夠在很短實踐掌握有關功能器件的特別和典型應用，以及注意事項，激發學生的學習熱情、提高學生的實踐動手能力、工程設計思想等。

1.1 555組成的秒時基電路仿真

秒時基電路是時序邏輯電路中經常使用的單元塊電路，可以通過555組成的多諧振蕩器構成秒時基電路，只需要選擇合適的電阻和電容值就實現。秒時基電路應用非常廣泛，交通燈電路系統、LED數字顯示的電子表電路等，均需要產生秒時基脈沖電路單元。在Proteus選擇大小合適的圖紙，建立圖形輸入仿真文件，根據理論計算確定有關電阻電容數值，選取器件，修改電路參數，連接元器件組成電路。保存并運行仿真文件可得到相關波形如圖1。通過波形可以很直觀的看出設計是否滿足要求為1秒的時基電路，同時修改有關電阻值可以在周期為1秒的前題下改變脈沖的占空比。使學生充分理解多諧振蕩電路，并可以根據實際需要產生不同周期和占空比的脈沖，激發學生對555電路的深層次的學習，從真正意義上認識555電路特性，驗證其組成設計單諧、多諧振蕩電路以及有實際應用的觸發報警、脈沖產生等電路。

1.2 譯碼顯示電路仿真

顯示器件是數字電路一個重要部分，其中LED數碼管應用尤為廣泛。本例通過譯碼芯片74LS47和共陽極數碼管來完成譯碼電路和顯示電路的內容。圖2中輸入數字為013（采用2進制0000 0001 0011）通過譯碼器件，譯出相應7段ABCDEFG的高低電平，譯碼芯片與共陽極數碼管連接，最終正確的輸出相關顯示內容。同學還可以利用其它譯碼芯片CD4511、74LS48和共陰極數碼連接，在此基礎上還可以加入計數器，脈沖電路，這樣就能實現脈沖的自動計數及顯示，效果直觀。進行完一整套設計學生很有成就感，能進一步激發學生的學習興趣。

圖2 LED數碼管構成的譯碼顯示電路

2 結束語

利用Proteus仿真軟件，在數字電子技術的教學中有著廣闊的應用天地，不僅可以利用基本門電路、觸發器設計相關電路，還可以利用功能芯片，進行單元電路，數字系統電路仿真，進一步結合單片機構成軟硬件相結合的系統。由于篇幅有限，文章不能列舉很多實例，這里僅僅起拋磚引玉的作用。此種教學方式能很大的激勵學生學習主動性，改善填鴨式教學模式，讓學生作為學習的主導著，真正使學生把所學的理論知識，轉化為實踐能力，由被動學習變為主動學習，由接受式學習，變為開創式學習。

參考文獻

[1]覃楨，胡俊瑋，劉文佳.Proteus仿真在數字電路中的項目教學探究[J].電子制作，2013.5.

[2]周潤景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統設計與仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[3]康華光，陳大欽.電子技術基礎（數字部分）[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者簡介：冀勇鋼（1981-），男，陜西渭南人，講師。研究方向嵌入式，EDA技術，通信、電子技術。endprint