Proteus在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

彭莉++石紅

摘要：針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，提出Proteus仿真教學(xué)，并以電容充放電、六十進制計數(shù)器、基于AT89C51的動態(tài)顯示電路為例，分別闡述了Proteus仿真軟件在計算機電路分析、計算機電子技術(shù)、計算機硬件技術(shù)課程改革中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Proteus仿真;電容充放電電路;六十進制計數(shù)器;基于AT89C51的動態(tài)顯示電路

中圖分類號：G648 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-1578（2014）22-0005-02

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點是實踐性強，而傳統(tǒng)的教學(xué)往往受到硬件資源、開發(fā)平臺等條件的限制，實驗單一，多為驗證性實驗，學(xué)生沒有足夠的創(chuàng)新空間，很難達(dá)到所需的教學(xué)目的。Proteus軟件具有強大的功能，它集電路設(shè)計、制版及仿真等多種功能于一身，能對計算機電子技術(shù)涉及的電路進行設(shè)計與分析，還能對各種微處理器及接口電路進行實時仿真、調(diào)試，節(jié)約了大量開發(fā)時間，實驗成本低廉。

1.Proteus在《計算機電路分析》課程中的運用

以電容充放電電路入手，通過電路仿真觀察其電流流向和燈的亮滅。

1.1 電容充電的效果。單擊運行按鈕，仿真開始，用鼠標(biāo)單擊圖中的開關(guān)，先把電容與電源接通，能清楚地看到電容充電的效果，如圖1所示。充電時間常數(shù)為1秒，在充電過程中，能直觀地觀察電流表與電壓表讀數(shù)的變化，電流的方向及電容充電過程中電荷的極性，經(jīng)過3～5秒，充電結(jié)束后，電容兩端的電壓為12V，相當(dāng)于一個12V的電源。

1.2 電容放電的效果。然后撥動開關(guān)，將電容與燈接通，如圖1所示。由于放電時間常數(shù)為0.01秒，放電過程較短，所以觀察到的燈亮的時間很短，但如果增大放電時間常數(shù)，由于電阻的增加，不易觀察到燈亮的效果。

圖1 圖2

在運行過程中可以很方便地來回?fù)軇娱_關(guān)及修改電阻、電容的參數(shù)，很直觀地觀察充放電的時間及效果，免去了傳統(tǒng)實驗重新更換元件、重新接線的煩瑣。

2.Proteus在《計算機電子技術(shù)》課程中的運用

以計算機電子技術(shù)中經(jīng)典的數(shù)字鐘的六十進制計數(shù)器為例，學(xué)習(xí)74LS90芯片的應(yīng)用，說明Proteus在計算機電子電路的分析和設(shè)計中的強有力的輔助作用。

電路如圖3所示， U2為十進制計數(shù)器，作為六十進制的個位，Q3端接到U1的時鐘端，U1的Q2、Q1端反饋回來接入R0（1）、R0（2）作為清零信號，使U1為六進制計數(shù)器，作為六十進制的十位，由U1、U2構(gòu)成六十進制的計數(shù)器，由于U2外接1S的時鐘信號，所以該電路是數(shù)字鐘的計秒電路。

修改U2接1min的時鐘信號，很容易地將電路改為數(shù)字鐘的計分電路，同樣地用兩片74LS90可以接成24進制計數(shù)器，也就是計時電路。

3.Proteus在《計算機硬件技術(shù)》課程中的運用

在圖3中，采用LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示的優(yōu)點是顯示穩(wěn)定，但每顯示一位數(shù)字都需要一個74LS47驅(qū)動電路，在數(shù)字鐘電路中，時、分、秒共有六位，即需要六個獨立的驅(qū)動顯示電路，使電路變得煩瑣，在單片機中可采用一個驅(qū)動電路，利用人眼的視覺暫留，編寫相應(yīng)的控制程序，達(dá)到多位顯示的目的，使電路變得簡單清晰。

3.1 四位的動態(tài)顯示電路

3.2 程序設(shè)計

ORG 00h

SJMP START

ORG 30h

START： MOV P1，#0FFH

MOV P2，#0FFH

ST1 ： MOV R0，#1

MOV R1，#0FEH

ST2：MOV A，R0

LCALL SEG7

MOV P2，A

MOV A，R1

MOV P1，A

LCALL DLY

MOV P1，#0FFH

INC R0

INC R0

CJNE R0，#9H，ST3

SJMP ST1

ST3： MOV A，R1

RL A

MOV R1，A

SJMP ST2

DLY： MOV R7，#20

MOV R6，#0

DLY1： DJNZ R6，$

DJNZ R7，DLY1

RET

SEG7： INC A

MOVC A，@A+PC

RET

DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H

DB 99H，92H，82H，0F8H

DB 80H，90H，88H，83H

DB 0C6H，0A1H，86H，8EH

4.結(jié)束語

利用Proteus軟件參與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的教學(xué)，使學(xué)生參與到電路仿真設(shè)計的細(xì)節(jié)中，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。并且，仿真使實驗開設(shè)的時間和空間非常靈活，節(jié)約了大量的實驗儀器。

參考文獻：

[1] 周潤景，張麗娜，基于Proteus 的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[2] 岳東海，基于Proteus的虛擬實驗室在實踐性教學(xué)中的應(yīng)用[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007，6（3）：47-49