Proteus应用在教学中的方法探讨

摘要：本文介绍proteus eda仿真软件的特色，以例举的方法介绍了软件在电子类主干课程中开展实验教学的一些方法和经验，并针对目前高校实验教学中存在的问题，提出了实验教学改革的思路。
　　关键词：proteus；应用；教学方法

　　一、引言
　　随着计算机技术的发展，相应的应用在各专业领域的工具软件也得到了快速的发展，为辅助电子技术专业人员开展系统设计、仿真和制作的专业软件也是层出不穷，各领风骚。在高校中不同的专业课程、不同的专业教师会在实验教学中给学生介绍不同的专业软件，比如multisim、pspice，protel等等。
　　二、proteus简介
　　proteus软件是英国labcenter electronics公司的eda工具软件，是一个电子设计的教学平台、实验平台和创新平台，涵盖了电工电子实验室、电子技术实验室、单片机应用实验室等的全部功能。
　　其革命性的功能是将电路仿真和微处理器仿真进行协调，直接在基于原理图的虚拟原型上进行处理器编程调试，并进行功能验证，通过动态器件（如电机、led、lcd、开关等），配合系统配置的虚拟仪器（如示波器、逻辑分析仪等），可实时看到运行后的输入输出的效果，其主要特点如下：
　　(一)可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，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软件那样进行电路分析，如模拟分析、数字分析、混合信号分析、频率分析等等。
　　(二)提供了虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表、virtual terminal等虚拟仪器仪表供选择。
　　(三)能够进行sch(原理图)和pcb（印刷板）电路的设计。
　　(四)其自身只带汇编编译器，不支持c语言。但可以将它与keil、ads集成开发环境连接，将用汇编和c语言编写的程序编译好之后，可以立即进行软、硬件结合的系统仿真，达到很好的仿真效果。
　　三、从基础入门到综合运用
　　proteus最广泛的应用是对各类微处理器的功能仿真和外围器件的调试，但作为入门学习，我们还是从电子类专业第一门基础课电路原理的实验开始，先介绍用proteus画电路原理图和进行电子测量的基本方法。电路实验旨在帮助大家掌握电路结构的分析和定律的验证，由于proteus具有丰富的电参数测量的虚拟仪器，而且在它的元件库中还有很多具有动画效果的仿真元件，通过软件就可以非常直观的演示电路中电流、电压的变化规律。
　　在数字电路实验中，关键要让大家掌握各种集成电路的逻辑功能，以及电路中高、低电平的变化规律。应用proteus的动画演示功能，可以通过红色（高电平）和蓝色（低电平）小方块显示每个器件引脚上电平的实时变化规律，这样就能很好的帮助大家理解和掌握电路的功能。
　　在模拟电路实验中，大家必须学会用示波器观测和分析各种放大电路的特性，理解电路的工作原理。借助proteus强大的模拟仿真功能，在教学中可以很方便的给大家一边演示、一边讲解各种电路的特性和工作原理。
　　经过前面三门基础课的学习，大家对proteus软件的使用应该具备一定的能力，到单片机课程中，教会大家应用proteus进行c语言（或汇编语言）程序调试的方法之后，既发挥了proteus软件在单片机方面应用的特色，又能很好的开展综合性的实验项目。运用软件丰富的元件库，大家还可以做很多设计性的实验，对提高大家的学习兴趣，具有非常实用的意义。
　　四、实验教学的新思路
　　实验教学作为理论教学的辅助环节，重在通过实验让大家更好的理解、巩固和掌握相关的理论知识。纵观现有的教学模式，绝大部分高校理论教学和实验教学是相分离的，不是说教学内容上分离，而是在授课时间和任课教师配置上是分离的。理论课往往是由教授、副教授或高水平讲师以大班化的方式来传授知识，而实验课大多数是由实验室的教辅人员来承担。这就造成了大家在学习理论知识时只能是被动的听，提不起学习的兴趣，到了实验课，课堂上讲过的理论知识玩得差不多的时候，又不理解实验为什么要这样做了。因此这种教学模式是完全偏离大家认知规律的。

　　在现代教学设施非常先进的条件下，应该将理论教学和实验教学完全整合在一起，让学生在“学中做，做中学”。理论教学内容要例举实际应用，实验教学内容要突破依赖于专门的实验设备。充分应用计算机辅助设计软件，让学生在课内、课外进行电路的设计、仿真和验证，在计算机软件仿真成功的基础上，然后进行pcb的设计与制作。通过这种综合性的训练，激发大家的学习兴趣，既使学生真正掌握理论知识，又提高分析问题的能力和实践动手能力。
　　五、总结
　　proteus软件是一款将电路仿真、pcb设计和虚拟模型仿真三合一的综合开发平台，软件所特有的动画演示功能对大家学习电子类专业知识有很强的辅助作用。专业教师在组织教学中，可以充分利用它从最基础的电路原理开始，一直延用到嵌入式系统设计的教学中，同时还可以开展边学边做、边做边学的教学方法研究。
　　
　　参考文献：
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　　[2]朱清慧等.proteus教程——电子线路设计、制版与仿真[d].清华大学出版社,2008,(9).
　　[3]赵星寒等.arm开发工具ads原理与应用[m].北京:北京航空航天大学出版社,2006.