第一篇：Ρroteus電子電路仿真軟件在電子技術(shù)課程教學中的應(yīng)用

Proteus電子電路仿真軟件在電子技術(shù)教學中的應(yīng)用

電子信息系應(yīng)用電子教研室

陸麗梅

摘要 隨著科技的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣，越來深入，傳統(tǒng)的理論課堂教學臨著著很大的挑戰(zhàn)。但隨著計算機技術(shù)的普及、EDA 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將EDA 技術(shù)引入電子技術(shù)課程教學,可以使電子技術(shù)的課堂教學緊跟時代的腳步。本文以電子技術(shù)課程中的“三極管放大器”電路的分析為例來說明EDA軟件之一Proteus仿真軟件在電子技術(shù)課程教學中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 電子技術(shù) Proteus仿真軟件

“電子技術(shù)” 是電子信息、通信、計算機等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著電子技術(shù)和計算機的迅速發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，新器件、新電路和新技術(shù)不斷的涌現(xiàn),我們的課堂教學也將面臨著著更大的挑戰(zhàn)。將EDA(Electronic DesignAutomation電子設(shè)計自動化)技術(shù)引入電子技術(shù)課程教學, 可以使學生在掌握制作、檢測技能的同時,通過EDA技術(shù)軟件進行設(shè)計、仿真,理解所操作的技能的原理,增加學習的興趣。同時可使課堂教學更生動、直觀,達到讓電子技術(shù)課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

一 電子技術(shù)多媒體課件的特點

多媒體課件是以計算機為操作平臺，運用多媒體技術(shù)將文字、聲音、圖象、動畫和視頻等集成于一體，使抽象的內(nèi)容具體化、枯燥的內(nèi)容趣味化。從而拓寬學生的知識視野，提高學生的學習興趣，是現(xiàn)代教學發(fā)展的必然趨勢。電子技術(shù)的研究對象主要半導(dǎo)體材料和器件（二極管、三極管、場效應(yīng)管）及其基本電路、功率放大電路、集成運算放大器及其應(yīng)用電路、負反饋放大電路、直流穩(wěn)壓電源等，其特點主要表現(xiàn)在：

(1)電子技術(shù)中基本單元電路、關(guān)鍵元件多，復(fù)雜；電路中的元件(器件)動作方式屬于線性變化的電路，通常著重的是放大倍率、信噪比、工作頻率等問題。如:直流穩(wěn)壓電源電路,放大器電路,報警電路，顯示電路，振蕩電路等都是可仿真電路。

(2)當圖像信息和聲音信息改變時，信號的波形也改變，即模擬信號待傳播的信息包含在它的波形之中（信息變化規(guī)律直接反映在模擬信號的幅度、頻率和相位的變化上），而這些都是比較抽象，看不到也感覺不到的。

二、電子電路仿真軟件Proteus功能特點

1、Proteus電子電路仿真軟件功能

Proteus仿真軟件是可以對電子技術(shù)電路進行模擬仿真的工作臺,具有較完善的各種元器件原理圖庫、元件封裝圖、常用測量、常用的分析儀器等。能進行電子電路設(shè)計仿真，并能對電子電路進行較詳細的分析,包括靜態(tài)分析、動態(tài)分析、時域分析、頻域分析、噪聲分析、失真分析和器件的線性與非線性分析, 還能進行離散付里葉分析、零極點分析等多種高級分析。Proteus不但是一個非常優(yōu)秀的電子設(shè)計軟件, 而且也是一個非常優(yōu)秀的電子技術(shù)模擬實際訓(xùn)練軟件,它幾乎可以完成在實驗室進行的所有電子技術(shù)的實驗,并且和實際實驗情況非常貼切,選用的元器件和儀器也和實際情況非常相近,一般會正確使用常規(guī)儀器的讀者,都能較快地掌握軟件所提供的虛擬儀器的使用方法。另外在實驗設(shè)備和儀器不能滿足某些實驗課要求的情況下,用Proteus進行仿真實驗不失為一種有效的補充方法。

2、Proteus電子電路仿真軟件特點(1)直觀的操作界面

由于Proteus軟件是基于Windows 操作系統(tǒng)上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 環(huán)境下的軟件操作方法一樣,所見即所得，Proteus采用圖形方式創(chuàng)建電路，所需要的元器件和測量儀器可直接從窗口中選取拖到電路圖中，使用特別方便，而且元器件和儀器的圖形與實物外形非常接近，仿真效果好，要用的元器件、儀器等,只要用鼠標點擊,隨時可以取來,完成參數(shù)設(shè)置,連接成電路,就可以啟動運行,進行分析和測試。因此Proteus軟件具有入門容易,學習輕松,結(jié)合實際,富有趣味的特點。使用者可以在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取；軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結(jié)果。

（2）豐富的元器件庫

Proteus軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。Proteus提供了數(shù)千種虛擬電路元器件，包括信號源、基本元件、晶體管、集成電路、指示器件、控制器件等36大類，其中數(shù)字集成電路庫中存放了最常用的各種TTL、CMOS數(shù)字集成電路，各元器件的參數(shù)均可隨意設(shè)定，用戶還可根據(jù)需要方便地擴充已有的元器件庫。軟件還可以容易的上網(wǎng)升級，使市場上新出的元件都能在Proteus中找到。

（3）兼容性強

作為設(shè)計工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計和制板軟件交換數(shù)據(jù)。能將設(shè)計

好的電路文件直接輸出到常用的一些電子電路排版軟件, 如protel、EWB、CAD等, 排出印刷電路板圖,為實現(xiàn)電子電路的設(shè)計提供了很大的方便。

（4）齊全的測試儀器

Proteus提供了仿真實驗EWB還是一個優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器使用方法。所需的虛擬儀器設(shè)備，包括函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀等，利用這些虛擬儀器可多方位地觀察仿真結(jié)果。Proteus提供了8種基本分析工具、6種掃描分析工具、2種系統(tǒng)分析工具，可對電子技術(shù)進行仿真分析，還可以對被仿真電路中的元器件設(shè)置各種故障進行分析。

（5）安裝簡單，易操作

Proteus是個免費軟件，下載后安裝不用一分鐘，也不用激活等煩雜操作，安裝后只需把密碼鑰匙復(fù)制到安裝盤的目錄下，如果是7.8版的只需升級破解碼即可。這軟件是原是我們電子系單片機的老師上課用，在2008年有老師開始將它使用于數(shù)字電路的教學中，本人于2011年開始將它應(yīng)用于模擬電路中，并于這兩年在電子系推行，包括沒過電腦的退休老教師或和不會電腦仿真的老師都可以很快的學會操作，并應(yīng)用本人設(shè)計的Proteus電路進行教學，教學效果顯著。

三、在電子技術(shù)課堂教學中應(yīng)用電子電路仿真軟件Proteus

1、在電子技術(shù)教學中應(yīng)用電子電路仿真軟件Proteus的優(yōu)點

電子技術(shù)是電子專業(yè)的一門骨干課程,其教學效果的好、壞,學生掌握的程度, 將直接影響后續(xù)各類相關(guān)專業(yè)課程的教學效果。目前,在電子技術(shù)課程教學中, 教師一般采用的教學方法是:先在課堂上給學生介紹理論知識,再引用使用的電路及實物加以論證,然后由學生通過做電子制作和檢測加深對理論的理解。這種傳統(tǒng)的教學方式,存在著以下的問題:一是大多數(shù)教師認為理論引導(dǎo)技能，所以只有傳授理論知識到位了,制作及檢測才有真實的意義，使學生覺得理論課堂枯燥乏味，覺得電子難學,從而對學習電子失去興趣。二是理論分析通常都是一些繁瑣的公式推導(dǎo)及一些孤立的計算數(shù)據(jù),很難形成電路的特性曲線,缺乏直觀性,更難對電路的參數(shù)進行分析及優(yōu)化設(shè)計。三是學生在聽理論課時,由于跟實際聯(lián)系不上,對理論難以理解,甚至于不能理解,造成對電子技術(shù)“難學、抽象”的思想障礙,從而對學習失去興趣。將Proteus引入電子技術(shù)教學,可以使教師在講解理論或引導(dǎo)學生制作及檢測的同時,利用Proteus軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習興趣。使課堂教

學更加生動、直觀,使電子技術(shù)課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解，使電子的制作及檢測具有更好的可操作性。

2、在電子技術(shù)課堂教學中應(yīng)用Proteus電子電路仿真軟件實例

下面以Proteus7.8版本為例通過“三極管放大器“分析為例,說明Proteus軟件在電子技術(shù)課程教學中的應(yīng)用效果。

打開Proteus，在電路工作區(qū)輸入如下圖1電路。其中正弦交流信號電壓幅度設(shè)置為0.1V 頻率設(shè)置為1kHz,如圖連接示波器和電壓表利用Proteus7.8進行仿真分析,(1)．測試電路的功能

圖1三極管放大器

如圖1將電源、信號源、示波器探頭接入電路，打開軟件左下腳的播放按鍵，電路開始仿真如圖1從圖中可直觀的看到，輸入信號的波形，三極管基極的波形，三極管發(fā)射極波形、集電極的波形之間的關(guān)系，以及放大的電路的正常Ube、Uce電壓值。(2)．電路的故障現(xiàn)象及排除方法

Proteus軟件的電路可操作性強，可以方便的調(diào)整電路的連接或元件的參數(shù)來觀察電路出現(xiàn)的故障，并通過演示故障排除方法讓學生很容易掌握實際的故障操作。

如下圖

2、圖3調(diào)節(jié)電位器RV1可觀察到波形的失真情況，同時得到失真時電壓的特點。

圖3截止失真

(3)．電路的元件參數(shù)設(shè)置

為保證電路正常運行，元件參數(shù)的選擇是很很重要的，如何選擇元件呢選擇的元件能不能讓電路正常呢，可以通過仿真來驗證。Proteus軟件可以很方便的更改元件參數(shù)來觀察電路的如下圖4，是對下偏置電阻的參數(shù)的更改，可改變元件的型號、序號、參數(shù)值、封裝等。

圖4 元件參數(shù)的調(diào)整

四 小結(jié)

可見,在電子技術(shù)課程教學中,應(yīng)用Proteus仿真軟件進行理論分析及電路結(jié)構(gòu)的模擬分析時,可以使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實際化, 使枯燥的電路特性分析變得生動、形象、真實、可信,讓學生在課堂中就能感受到實驗才具有的測試效果,更好地把理論與實驗

聯(lián)系起來。雖然,軟件的仿真不能完全代替硬件試驗,但Proteus軟件的仿真分析功能與精確度,是任何硬件實驗都難以達到的。因此,將Proteus軟件應(yīng)用于電子技術(shù)教學,將有利于培養(yǎng)學生用工程觀點分析問題的解決問題的能力,全面提高學生的整體科技素質(zhì)。

第二篇：仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學中的應(yīng)用

內(nèi)容摘要：

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術(shù)課程教學環(huán)節(jié)中的一些做法，通過仿真虛擬實驗平臺與理論有機結(jié)合的教學手段，對培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，提高了課堂教學效率，具有極其重要的作用，使大家認識到仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學中有著廣闊的應(yīng)用前景。

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術(shù)課程教學環(huán)節(jié)中的一些做法，通過仿真虛擬實驗平臺與理論有機結(jié)合的教學手段，對培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，提高了課堂教學效率，具有極其重要的作用，使大家認識到仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學中有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術(shù) 虛擬實驗平臺 應(yīng)用

電子課程教學是以理論課教學、課程實驗和課程設(shè)計等教學環(huán)節(jié)構(gòu)成。我們在教學實踐過程中，如果結(jié)合理論教學的進程，利用仿真軟件在計算機上進行模擬電子電路實驗和電路設(shè)計的仿真，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術(shù)的理論知識，又能確保課程實驗電路參數(shù)的正確性，還為設(shè)計者免去了重復(fù)“制作—修改—再制作—再修改”的重復(fù)勞動，可以取得良好的教學效果。實踐證明，這種教學、設(shè)計手段的運用，有助于增強學生感性認識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、計算機應(yīng)用能力和實際動手能力。我現(xiàn)介紹我院將仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學中的實際做法。

1.將虛擬仿真引入課堂，進行演示實驗，提高課堂教學效率

過去主要是理論課教學，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學進度。

現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來仿真的兩個實例。

在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋作用，輸出信號就會逐漸由小變大，當振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現(xiàn)在利用protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學模式生動活潑，學生自始至終保持著極高的學習興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學效率。

2.開設(shè)仿真實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質(zhì)量

電子技術(shù)課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結(jié)合起來。以往，實踐環(huán)節(jié)主要是上實驗課，實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，設(shè)計性、綜合性實驗較少。

我們的做法:在學習模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實驗課之前，學生必須先將電路進行仿真，得到實驗結(jié)果以后，再進行實際的安裝、焊接、調(diào)試。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計性實驗中，可以隨時修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計要求。學生可提出各種設(shè)計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識，也大大提高了學生電子電路的設(shè)計水平。這樣很好地解決了原來設(shè)計電路的缺陷：先設(shè)計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費大量的電子元器件。

第三篇：淺析Proteus軟件在電工電子教學中的應(yīng)用

淺析Proteus軟件在電工電子教學中的應(yīng)用

【摘 要】虛擬仿真實驗平臺很好地解決了到實驗室做實驗經(jīng)常會碰到的各種參數(shù)不易控制、元件的調(diào)換不方便等這些難題。Proteus是目前較為先進和成熟的仿真實驗工具，將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學中，能使教學變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉(zhuǎn)為實際效果，引起學生的學習熱情與興趣，能取得較好的教學效果。

【關(guān)鍵詞】Proteus 電工電子 仿真

傳統(tǒng)電類課程的教學方法是到實驗室做實驗，如使用信號發(fā)生器、示波器等電子儀器來進行驗證。將Proteus軟件應(yīng)用于仿真教學中，能使教學變得形象、直觀，把不可視的電子運動轉(zhuǎn)為實際效果，引起學生的學習熱情與興趣。以下舉三個例子來說明該軟件在一般電類教學中的應(yīng)用。

1.Proteus在電工基礎(chǔ)類教學中的應(yīng)用

對初學電工的同學來說，電流方向與電位高低關(guān)系很難明白，采用軟件的交互仿真功能，就能很直觀的觀察到電流的流向和電位的關(guān)系，如圖1（a）（b）所示：

（a）圖中，交流電為正半周（紅點所處位置），上方為高電位（紅色），下方為低電位（藍色），電流從高電位點通過燈泡流到低電位點；再由低電位點通過電源流向高電位點。

（b）圖中，交流電為負半周，下方為高電位（紅色），上方為低電位（藍色），電流從高電位點通過燈泡流到低電位點；再由低電位點通過電源流向高電位點。

使用交互仿真功能，還能觀察電動機的轉(zhuǎn)動、聽到揚聲器發(fā)出的聲音等。其優(yōu)點是高低電位用不同顏色的導(dǎo)線表示，能觀察電流的流向，用電流電壓探針動態(tài)顯示電流電壓值，讓抽象的概念變得形象具體。

2.Proteus在門電路功能教學中的應(yīng)用

在數(shù)字電路中，門電路的概念和難點比較集中，如果學生沒有學會，這門課基本上也學不會。在Proteus軟件中調(diào)出任意門電路，每個引腳用有色小方塊顯示其狀態(tài)：藍色表示低電平，紅色表示高電平，灰色表示浮空，黃色表示沖突。改變A、B輸入狀態(tài)，Q馬上有輸出結(jié)果，明了直觀，學生能很快接受和理解異或門電路的功能。

如以下圖2（a）（b）所示：為門電路輸入輸出仿真電路。

圖中左邊的為邏輯狀態(tài)輸入，只要單擊左鍵或改變箭頭，就可以改變輸入狀態(tài)；右邊為邏輯探針，根據(jù)門電路功能，指示輸出狀態(tài)值。同時，在器件的輸入輸出端口，用紅、藍點表示電位高低。

采用邏輯狀態(tài)輸入其特點是數(shù)據(jù)輸入簡單，無需接其他電源、元件，電路簡潔，易于理解。

3.Proteus仿真顯示譯碼器功能教學

七段數(shù)碼管是較為常用的顯示器，但七段數(shù)碼管要顯示，必須由驅(qū)動器驅(qū)動。CD4511是常用的輸出高電平有效的七段顯示譯碼器。如果教學僅僅只是講解其功能，學生大部分聽不懂，也不會使用。采用Proteus仿真教學，變難為易。在Proteus中繪出正確電路圖，運行仿真，使CD4511的3號腳LT=0，數(shù)碼管顯示8，說明LT=O，其輸出abcdefg=l11111，使七段顯示器全亮，用來觀測七段顯示器是否正常。使能級別最高。使CD4511的3號腳LT=1，4號腳BI=0，其輸出abcdefg都為0，即七段顯示器完全不亮，4號腳可供使用者控制僅對有效數(shù)據(jù)譯碼，避免在無意義的數(shù)據(jù)輸入時顯示出來造成宇型的系亂。

結(jié)束語：上述幾個列子，僅僅只是Proteus軟件強大功能應(yīng)用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教學，可以很好地將理論與實踐相結(jié)合，有利于增強學生的感性認識，培養(yǎng)學生的學習興趣（學生不怕觸電，不用擔心損壞元器件等），也部分解決了學校因?qū)嵱?xùn)場所不足而不能正常教學的問題。當然，仿真手段也不是萬能的，在實際教學過程中，仿真手段還必須配合一定的實際動手操作實驗，才能從根本上增強學生的實際應(yīng)用能力，真正培養(yǎng)出符合社會需求的高技能人才。

【參考文獻】

[1]周潤景，張麗娜.Proteus入門實用教程.2007.[2]陸靜霞.任務(wù)驅(qū)動教學法的探索與實踐.2006.

第四篇：Multisim仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學中的應(yīng)用

Multisim仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學中的應(yīng)用

摘 要 在數(shù)字電子技術(shù)課堂中利用Multisim仿真軟件進行教學演示，使得枯燥乏味的教學活動變得生動有趣，激發(fā)學生學習興趣，提高學習積極性，增強教學效果。該軟件還可以在電路設(shè)計及電路制作等其他實踐和創(chuàng)新環(huán)節(jié)開發(fā)出更大更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 Multisim；動態(tài)仿真；數(shù)字電子技術(shù)

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）06-0017-03

在數(shù)字電子技術(shù)課堂教學中，教師經(jīng)常需要講解一些電路圖、波形圖、時序圖等圖形，傳統(tǒng)的方法無非就是黑板、多媒體投影等形式，以便增強學生對知識要點的理解。但這里有個明顯的問題，對大部分教師而言，要花大量的時間在黑板上或者PPT上把各種電路圖、波形圖或者時序圖等精準地畫出來，往往是事倍功半，因為畫那些圖形既費時又費力。從學生角度，也無法正確理解這些圖的變化與參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，與實際明顯脫節(jié)。這樣的學習很難引起學生的充分注意，因而也就不容易建立學習興趣，所以學習效率也往往較低。結(jié)合現(xiàn)代職業(yè)教育的理念，這種教學模式和教學過程理論聯(lián)系實際明顯不夠，學生的學習積極性不高也在所難免。

Multisim仿真軟件中有強大的元器件庫和儀表庫，可以充分利用軟件中這些強大庫功能，同時針對學生的知識結(jié)構(gòu)梳理出數(shù)字電子技術(shù)知識重難點，根據(jù)重難點繪制好電路圖并將電路圖進行動態(tài)仿真演示。Multisim仿真軟件運行時的波形圖、時序圖等是動態(tài)效果圖，很容易集中學生的注意力。在淺化知識點的同時，內(nèi)容講授過程變得更生動有形，課堂氛圍既嚴謹又活潑，學生在潛移默化中提高了興趣，從而增強教學效果。Multisim軟件簡介

Electronics Workbench（EWB）也稱為“虛擬電子工作平臺”，是加拿大IIT公司在20世紀八九十年代推出的用來進行電路仿真與設(shè)計的EDA軟件。美國國家儀器儀表公司（National Instruments）在2005年將IIT公司兼并，MultiSim成為NI公司的電路設(shè)計軟件的套件之一。2007年初，NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有豐富而強大的仿真分析能力，各種虛擬儀器設(shè)備，可以完成各種電路分析方法，以便幫助設(shè)計人員深入分析電路性能，提高設(shè)計效率，優(yōu)化電路設(shè)計。在數(shù)字電路教學上的應(yīng)用

以JK觸發(fā)器為例 數(shù)字電路教學中，JK觸發(fā)器屬于比較難進行闡述和表達清楚的，學生也難于理解其中的原理的知識點。運用傳統(tǒng)的教學方法來闡述JK觸發(fā)器原理的時候，通常是通過布爾代數(shù)表達式來進行推導(dǎo)，通過推導(dǎo)得出JK觸發(fā)器真值表；然后以真值表為基礎(chǔ)，進一步畫出JK觸發(fā)器的時序圖。現(xiàn)在看來，這種教學過程往往教師是主體，因為自始至終都是教師在推導(dǎo)演算JK觸發(fā)器的真值表和表達式。整個過程中大部分學生無法得知教師所講的JK觸發(fā)器的硬件電路連接過程、輸出波形變化與JK輸入端高低電平的對應(yīng)關(guān)系。

但是如果使用Multisim軟件，通過軟件把電路按圖1連接好，同時將電路輸出端與狀態(tài)指示燈也連接好，那么時序圖將用實時的示波器或邏輯分析儀來替代。通過兩個開關(guān)A、B的組合，產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)的輸入信號，然后在觸發(fā)器的J端、K端分別接入00、01、10、11四種狀態(tài)的輸入信號，JK觸發(fā)器的輸出端Q和-Q的兩個狀態(tài)指示燈就會做出相應(yīng)的亮滅變化。顯而易見，這樣的教學設(shè)計更加直觀、明了，符合中職學生的認知規(guī)律，更能激發(fā)起學生的興趣。教師引導(dǎo)學生分組做演示、講解；學生提問、答疑；學生填表并匯報演示結(jié)果，小結(jié)。學生得到表1所示真值表。Multisim中電路原理圖如圖1所示。

通過仿真軟件仿真完成JK觸發(fā)器真值表的推導(dǎo)以后，接下來進一步學習JK觸發(fā)器的功能。打開邏輯分析儀或者四蹤示波器，然后對照真值表對JK觸發(fā)器的功能做進一步分析。圖1是一個波形圖，圖中示波器界面上同時顯示了信號發(fā)生器的輸入波形、JK觸發(fā)器JK=11時的兩個互補輸出端Q和-Q波形。開關(guān)AB分別有四種不同輸入組合狀態(tài)，輸出結(jié)果往往就不同。一方面指示燈表達了輸出狀態(tài)，另一方面輸出又有波形顯示，這樣JK觸發(fā)器的輸入與輸出結(jié)果之間到底是怎樣的關(guān)系，通過圖形動態(tài)演示很容易引人入勝并深入理解。由于該仿真軟件提供了同時具備4個輸入通道的示波器，同時顯示16路信號的邏輯分析儀，這極大地方便了電路的仿真效果，也為課堂教學提供了極大便利。

總之，通過該軟件的波形演示，能非常方便地將好幾路信號同時顯示在一個屏幕上，這樣一來，學生和教師就能很方便地比較各信號之間復(fù)雜的對應(yīng)關(guān)系，極大地增強了教學效果。

以計數(shù)器為例 在講解計數(shù)器過程中，很多教師會根據(jù)以往經(jīng)驗積累，在講解完計數(shù)器電路原理后，就直接根據(jù)計數(shù)器原理中的結(jié)論展示出計數(shù)器輸出的時序圖。然而在這個過程中，學生同樣不知道電路的硬件連接、設(shè)置方法和計數(shù)器計數(shù)原理。有了Multisim軟件的參與，相當于現(xiàn)場進行實驗演示，教師可以很方便地利用軟件搭建好所要講解的電路，現(xiàn)場進行演示，然后讓學生直接觀察運行過程和結(jié)果（如圖2所示）?？梢源_定的是，當學生一看到數(shù)碼管上變化跳動的數(shù)字時，他的注意力更容易集中，同時興趣倍增。電路理論的分析正確是否，都可以通過仿真軟件對所搭建的電路進行仿真，查看運行結(jié)果。這樣學生也會更愿意通過自己對電路的邏輯分析，把邏輯分析結(jié)果與軟件仿真結(jié)果進行對比，驗證自己分析是否正確，極大增強學習主動性。

隨著教學過程的進一步深入，最后教師得出的時序圖（圖3），以動態(tài)的形式與學生討論分析，相對于書本上靜態(tài)圖形而言，這種現(xiàn)場實時的、動態(tài)的圖形不僅直觀明了、簡單易學，而且更有吸引力、說服力，教學效果更好。結(jié)論

學生在數(shù)字電子技術(shù)的學習中經(jīng)常因各種邏輯關(guān)系而無所適從，教師在數(shù)字電子技術(shù)講解過程中因各種波形圖和時序圖的繪制和講解費時費力而心力交瘁。通過以上兩個數(shù)字電路教學中的例子介紹，利用Multisim仿真軟件可以使教師在教學實施過程中應(yīng)用自如、邏輯清晰；學生在學習過程中也興趣十足，理解透徹。這樣，教師的教學和學生的學習都變得非常有趣，教師和學生都可以對數(shù)字電路進行邏輯分析和判斷，把邏輯分析結(jié)果與軟件仿真結(jié)果進行對比，驗證自己分析是否正確。在這個過程中，既可以掌握數(shù)字電路的知識，也可以掌握電路連接、電路仿真等其他相關(guān)知識和技能，一舉多得。

第五篇：ProE軟件在機械原理課程教學中的應(yīng)用

ProE軟件在機械原理課程教學中的應(yīng)用

摘 要 利用Pro/E軟件的機構(gòu)仿真分析功能分析平面連桿機構(gòu)的傳動角、死點位置和急回特性。借此說明，將Pro/E的機構(gòu)仿真分析功能應(yīng)用于機械原理課程教學中，能增強學生的感性認識，提高學生學習興趣，取得較好的教學效果。

關(guān)鍵詞 Pro/E；機械原理課程；運動仿真；機構(gòu)分析

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0050-02

Application of Pro/E Software in Teaching of Mechanical Prin-ciple Course//YAN Xiaohei

Abstract The transmission function analysis for planar linkage angle，dead position and quick return characteristics by means of Pro/E software simulation.To explain，the Pro/E mechanism simulation analysis function applied in the teaching of mechanical principle course，can enhance students’ perceptual knowledge，improve stu-dents’ learning interest，and obtain good teaching effect.Key words Pro/E； mechanical principle course； motion simulation； mechanism analysis 引言

?C械原理是高等院校機械類專業(yè)的一門十分重要的主干技術(shù)課。通過本課程學習，使學生掌握有關(guān)機構(gòu)與機器運動學的基本理論、基本方法和基本技能，為進一步學習機械類專業(yè)課打下良好的理論基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學生綜合分析和解決工程實際問題的能力。其在機械類專業(yè)的課程體系中占有十分重要的地位。

對各種機構(gòu)進行運動學分析是機械原理課程的重點核心內(nèi)容，也是難點教學內(nèi)容，若僅僅依靠板書或靜態(tài)PPT進行教學，會讓學生感覺太抽象，不好理解。Pro/E軟件中機構(gòu)仿真模塊是一個集運動仿真和機構(gòu)分析于一身的功能強大的模塊。利用該模塊對機構(gòu)進行運動仿真和分析，能讓學生觀察機構(gòu)的整體運動情況和各構(gòu)件之間的相對運動，并輸出分析圖，進行定量分析，讓學生對機構(gòu)形成非常直觀的感性認識，進而取得非常好的教學效果。Pro/E在機械原理教學中的應(yīng)用：以平面連桿機構(gòu)為例

平面連桿機構(gòu)是機械原理課程介紹的第一類機構(gòu)，學生對其理解得好壞，直接影響其對該課程的學習信心。該機構(gòu)的傳動角、死點位置和急回特性難以理解，用Pro/E的機構(gòu)仿真功能對其進行仿真分析，可以讓學生非常直觀地理解這幾個知識點[1]。

用Pro/E建立平面連桿機構(gòu)模型 用Pro/E軟件創(chuàng)建一平面連桿機構(gòu)中的曲柄搖桿機構(gòu)，其由機架、曲柄、連桿和搖桿四部分組成，如圖1所示。設(shè)置機架長為150 mm、曲柄長50 mm、連桿長175 mm、搖桿長100 mm。將這些桿件以銷釘?shù)姆绞窖b配在一起，并在機構(gòu)模塊為曲柄與機架的連接處定義一個伺服電動機，電動機轉(zhuǎn)速設(shè)置為60 deg/sec，運轉(zhuǎn)12秒。

用Pro/E分析機構(gòu)的傳動角 傳動角γ是衡量平面機構(gòu)傳動質(zhì)量的重要參數(shù)。當機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，其傳動角大小是變化的，為了保證機構(gòu)傳動良好，設(shè)計時通常應(yīng)使γmin?R40o。

在曲柄搖桿機構(gòu)中，當曲柄為主動件時，傳動角γ就等于連桿與搖桿之間的夾角（如圖1所示）?？衫肞ro/E

的機構(gòu)分析功能定量分析傳動角γ在機構(gòu)運動過程中的變化情況[2]，具體步驟如下。

第一步，通過分析下拉菜單的測量角命令，為連桿和搖桿之間定義一個角分析特征。

第二步，通過右側(cè)工具欄“生成分析的測量結(jié)果”命令，選擇前一步生成的角分析特征為測量對象，測量其在曲柄運動2周的過程中，隨時間的變化情況，并生成測量結(jié)果，如圖2所示。

從曲線圖可直觀看出其γmin?Q30o，不滿足機構(gòu)傳動設(shè)計要求γmin?R40o。

現(xiàn)將機構(gòu)的連桿長度由175 mm變更為150 mm，重復(fù)以上測量操作，得到如圖3所示測量結(jié)果，此時γmin?R40o，達到機構(gòu)傳動設(shè)計要求。

通過以上過程，可以讓學生直觀觀察傳動角在機構(gòu)運動中的變化情況及桿長變化對傳動角的影響，同時讓學生形成優(yōu)化機構(gòu)的意識。

用Pro/E分析機構(gòu)的死點位置 死點位置是傳動角為零，驅(qū)動力對從動件的有效回轉(zhuǎn)力矩為零的位置，也是從動件與連桿共線的位置。

曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄為主動件時，機構(gòu)無死點位置。當取搖桿為主動件時，單擊工具命令“拖動元件”，再選中搖桿，移動鼠標，可控制機構(gòu)運動；可當機構(gòu)處于如圖4所示的兩個位置時，機構(gòu)無法繼續(xù)移動，說明機構(gòu)處于死點位置。此時連桿與曲柄位于一條直線上，傳動角為0。

用Pro/E分析機構(gòu)的急回特性 急回特性是指平面連桿機構(gòu)中從動件的回程平均速度大于工作行程的平均速度的特性。曲柄搖桿機構(gòu)就具備這一特性。利用Pro/E的機構(gòu)分析功能分析搖桿頂點的速度，可讓學生更好地理解這種特性。在“分析測量的結(jié)果”命令中新建測量對象，設(shè)置搖桿頂點的速度為測量對象，測量其在機構(gòu)運動過程中的變化情況，并生成測量結(jié)果，如圖5所示。由圖可知，當曲柄做勻速轉(zhuǎn)動時，搖桿做變速運動，并且搖桿的行程和回程段速度區(qū)別顯著，回程段的平均速度明顯高于行程段的平均速度，直觀地表現(xiàn)了該機構(gòu)的急回特性。結(jié)語

Pro/E軟件的機構(gòu)仿真分析功能可形象清晰地將平面連桿機構(gòu)的運動狀態(tài)、傳動角變化、死點位置及急回特性展示在學生面前，使學生獲得對平面連桿機構(gòu)特性的感性認識，取得較好的教學效果。此法可同樣應(yīng)用于機械原理課程其他機構(gòu)（如凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等）的教學中。Pro/E軟件與機械原理課程的有機結(jié)合，可增強學生的感性認識，提高學生的學習興趣，優(yōu)化教學效果。

參考文獻

[1]董亞峰，程鵬飛，黃莉.ProE運動仿真功能在實驗教學中的應(yīng)用[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報：社會科學版，2007（S1）：

74-75.[2]吳昊.基于ProE的四鉸鏈曲柄滑塊機構(gòu)運動分析[J].湖北工程學院學報，2014（3）：121-123.