Proteus軟件在電子測量技術(shù)實驗課程中的應用

何寧業(yè)

【摘 要】電子測量技術(shù)是一門實踐性、綜合性較強的課程。針對該課程實驗教學的現(xiàn)狀和存在的問題，提出在課堂中引入Protues軟件進行仿真演示，同時在教學中添加綜合性設計實驗。這種方式豐富了實踐教學手段，使原本枯燥的實驗教學更加形象生動，有利于激發(fā)學生學習興趣，增強學生綜合應用能力。

【關(guān)鍵詞】電子測量技術(shù)；仿真；Proteus

中圖分類號： G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0120-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.050

【Abstract】Electronic measurement technology is a practical and comprehensive course. In view of the present situation and existing problems of the experiment teaching in this course， the Protues software is introduced to the simulation demonstration in the classroom， and the comprehensive design experiment is added to the teaching. This method enriches the practice teaching means， makes the original boring experiment teaching more vivid， helps stimulate the students interest in learning， and strengthens the students comprehensive application ability.

【Key words】Electronic measurement technology； Simulation； Proteus

0 引言

科學的進步，生產(chǎn)的發(fā)展都需要用測量技術(shù)進行定量分析。電子測量技術(shù)作為測量學的重要分支，廣泛應用于物理學、光學、機械學、生物學和醫(yī)學等科學領域以及生產(chǎn)、交通、國防、農(nóng)業(yè)、環(huán)保乃至日常生活的各個方面[1]。電子測量技術(shù)課程作為電子信息工程等工科專業(yè)的必修課，也是一門技術(shù)基礎課。為了達到更好地教與學的效果，此課程配有相關(guān)的實驗課程，便于學生將理論轉(zhuǎn)化為實踐，在實踐中獲取更多的電子測量學知識。

傳統(tǒng)的電子測量實驗課程的實驗項目多為驗證性實驗，學生按照實驗報告上的測量要求，按部就班的完成測量工作。這種驗證性實驗的學習效果往往不太理想，原因主要是沒有很好的調(diào)動學生學習的主動性，由于每個小組的測量對象，所得實驗數(shù)據(jù)也相差不大，不可避免的有部分學生渾水摸魚。為了改善這種情況，嘗試在電子測量技術(shù)實驗課程中引入Proteus仿真軟件，通過在原來的實驗課程中添加電路仿真設計，使得原來枯燥的實驗課程變得更加生動。

1 Proteus軟件簡介

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司1989年開發(fā)的EDA工具軟件。Proteus提供了豐富的元器件庫和仿真儀表，具有完善的電路仿真和電路測試的功能，在電路設計的仿真驗證中具有重要的作用。該軟件按其主要功能不同劃分為三個模塊：智能原理圖輸入系統(tǒng)ISIS；虛擬系統(tǒng)模型VSM ；高級布線編輯軟件ARES。

2 課堂輔助演示——函數(shù)信號發(fā)生器

原電子測量技術(shù)實驗課程中有一個實驗項目是關(guān)于信號發(fā)生器的使用，要求利用信號發(fā)生器分別產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種不同的波形信號，并對這些信號的相關(guān)參數(shù)進行設置，然后將信號接入示波器顯示波形。實驗內(nèi)容操作比較簡單，學生按照實驗指導書上的步驟很快就能完成實驗，但是實驗效果一般。

可以對原實驗項目提出一些改進。除了掌握信號發(fā)生器的基本使用方法之外，添加對某函數(shù)信號發(fā)生器電路的搭建與測試，電路如圖1所示。如此一來能讓學生對信號發(fā)生器工作原理有更好地理解。同時在該項目的教學課堂中嘗試引入Proteus仿真軟件，對該函數(shù)信號發(fā)生器電路進行仿真。并利用軟件自帶的虛擬示波器功能，實現(xiàn)對電路產(chǎn)生的方波、三角波、正弦波三種不同波形進行實時觀測。虛擬示波器顯示波形圖像如圖2所示。

3 綜合實驗設計——數(shù)字多用表的仿真設計

針對傳統(tǒng)電子測量技術(shù)實驗多為驗證性實驗的現(xiàn)狀，可適當添加綜合性設計項目。制定綜合性項目任務時，巧妙地將電子測量技術(shù)課程的理論知識貫穿其中。

例如，利用Proteus仿真軟件實現(xiàn)數(shù)字多用表的設計。該項目要求采用8位8路A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808和8051單片機設計一臺數(shù)字多用表，能進行電壓、電流和電阻的測量，測量結(jié)果LCD顯示屏顯示，通過按鍵進行測量功能轉(zhuǎn)換。數(shù)字多用表仿真電路如圖3所示。最終將測量所得的參數(shù)值直觀地顯示在右上角的顯示屏上。通過數(shù)字多用表電路設計和仿真，有助于強化學生對電子測量技術(shù)相關(guān)理論知識和儀器儀表功能的理解，提高學生對該課程的學習興趣，有利于培養(yǎng)學生電路設計能力及仿真軟件的應用能力。

4 結(jié)語

實踐證明，在電子測量技術(shù)實驗課程中引入Proteus軟件進行仿真輔助，一方面，改善了原本枯燥的實驗課堂，極大地激發(fā)了學生學習興趣和自主性，有效地提高了課堂教學質(zhì)量和教學效果；另一方面，有助于添加綜合性實驗設計，更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

【參考文獻】

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