proteus软件在数字电子技术项目化教学中应用

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1、Proteus软件在数字电子技术项目化教学中应用【摘要】本文以电子琴项目中的琴键编码控制电路为例阐述了proteus仿真软件在数字电子技术项目化教学中的作用,引入proteus辅助教学不仅很好地解决了学校因设备及元器件种类不全导致学生不能对所有电路进行测试的不足，缩短了项目实验周期，大大提高了教学效果，丰富了教学资源。【关键词】Proteus仿真；项目化教学；数字电子技术0引言随着可编程逻辑器件FPGA/CPLD的迅速发展，数字电路正面临一场新的变革，而数字电子技术仍是高职院校电子相关专业一门重要的专业基础课程。我校的数字电子技术是以项目化的教学模式开

2、展的，其特点就是以完成项目的形式进行教学，其优势是工程实践性强，利于学生加深加强对知识的理解和实践能力的培养；而难点是将学生快速引入到项目进行自学中比较困难（其要求给学生提供一个方便快捷的设计和自我验证的平台），另一个问题就是在强调完成项目的同时容易造成对基础性、原理性知识的疏忽。由于Proteus软件对数字电路仿真和PCB制版均有良好支持，因而将Proteus软件嵌入整个项目化教学过程（取得良好效果。）1Proteus软件简介Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。支持模拟电路，数字电路和单片机的仿真。Proteus提

3、供了三十多个元器件库、数千种元器件仿真模型,在仿真时能实时显示线路上变化的信号，十分利于电路的分析。Proteus提供的仿真仪表资源有示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。proteu

4、s如此多的功能和优点，在所有院校的教学中都起到了举足轻重的作用，大大提高了教学效果，丰富了教学资源。2我校开展项目化教学我校数字电子技术课程采用项目化教学的形式开展，选取了以电子琴电路作为项目载体。电子琴是众所周知的电子产品，其工作原理比较复杂。本项目应用数字式分离集成电路器件（主要是74系列），通过应用数字电子技术基础知识设计并制作六个分模块来完成一个功能完整的24键输入的数字电子琴。在完成电子琴工作过程中，让学生学会在系统集成创新的应用中理解数字电子技术基础知识，同时懂得在具体的产品中进行操作与调试，结合实际电子琴产品进行对比，提高学生的学习兴趣。

5、本项目分为六个模块。分别为琴键编码控制电路、琴键译码与显示控制电路、时钟发生器电路、数控分频电路、预置数存储板电路和DA转换与音频放大电路。要求学生将每个模块的原理与现象进行分析总结，但由于电路较复杂，设计到的元器件种类和数量较多，很难做到每个学生都动手焊接调试。虽然也有做好的模块，但是因为数量有限，在教学的有限时间内，无法保证每个学生都能一一进行测试，很多时候都是分组进行。因此另一方面就要求学生利用Multisim和Proteus软件进行仿真调试，课内完不成的，课外时间接着完成，这样每个学生都能通过仿真更加细致直观地观察每个关键点的电压、波形等现象。

6、在调试过程中也难免会碰到各种各样的问题，学生会想办法解决，在解决的过程中能更加加深对理论知识点的理解，理论与实践进一步得到有效结合。3琴键编码控制电路仿真琴键编码控制电路需要完成对24个按键的编码控制，分别用于实现高8度音按键控制、中8度音按键控制和低8度音按键控制。模块选用集成3片二进制优先编码器74LS148芯片进行级联，74LS244作为总线缓冲器，扩展实现24线-5线编码功能。其部分仿真电路如图1。通过仿真，能直观反映出每种按键输出所对应的编码（用发光二极管显示），方便调试，为理论分析提供有力支持。4Proteus在验证项目单元电路中的应用本校

7、数字电子技术之所以以电子琴作为项目载体，是因为它涵盖了数电课程教学大纲中所要求的知识点。在授课过程中，始终以电子琴为主线，围绕其讲解每个相关知识点，如组合逻辑电路、数据选择器、编码器、译码器、移位寄存器等。因此，除了要求学生将项目模块仿真测试外，还要求把每个知识点所对应的基本单元电路进行验证，到实验室利用实验台自行搭线的形式进行。但往往存在实验时间不足、线路复杂难检查等情况，不可能将所有的单元电路在实验台上验证完毕。这些存在的问题通过Proteus软件仿真就很好地解决了，如今几乎每个学生都有电脑，可以将没完成的内容随时随地仿真，需要什么就能在软件中找到

8、，不像搭实物那么麻烦，人人都能亲自动手实现电路功能。本课程要求必须验证及仿真的单元电路有555