郭亚琴，赵 磊

（1.南通理工学院 江苏 南通 226002；2.黄山学院 安徽 黄山 242700）

Proteus软件在电子技能训练中的应用

郭亚琴1，赵 磊2

（1.南通理工学院 江苏 南通 226002；2.黄山学院 安徽 黄山 242700）

电子技能训练是为培养学生创新能力和动手能力而开设的一门实践课程。针对电子技能训练中遇到的问题，提出将Proteus软件作为电路设计仿真测试方法应用到该课程。Proteus软件既能仿真该电路系统的性能，又能解决设计中的问题。该文以数字声光控电路为例，详细描述了该电路系统设计、调试和制作的过程。实践证明，将Proteus软件应用到电子技能训练过程中，可以实时验证设计电路的可行性，激发学生的学习积极性，节约制作成本。

电子技能；Proteus软件；数字声光控；调试

电子技能训练是电类相关专业开设的一门实训课程，主要让学生设计简单电子产品，并完成产品的装配、焊接和调试，从而培养学生的创新能力和实践动手能力[1-6]。在以往授课过程中，主要是老师给出电路原理图，学生根据原理图，完成电子产品的装配和调试，这样在培养学生的创新性方面不能起到应有的效果，不能达到课程设置的目的[7-10]。然而，在实际授课过程中，学生自己设计的电路，自己购买元器件，完成电子产品的装配和调试。如果调试成功，可以证明该电路设计的正确性，如果调试不成功，将会造成不必要的浪费[11]，久而久之，将会打消学生的学习积极性。

为了解决以上问题，同时又能培养学生的创新能力，提出将Proteus软件应用到电子技能训练课程。该软件可以用来验证学生设计电路的可行性，并能实时修改和完善电路，且不需要有任何经济损失。实践证明，Proteus软件能够提高设计效率，节约成本，培养学生的创新能力[12-14]。

该文以数字声光控电路为例，采用Proteus软件仿真，并完成产品的制作。

1 电路设计

数字声光控需要实现的功能为：同时接收到光和声音信号后，指示灯亮，当只有光信号或者声音信号时，指示灯不亮。声控部分通过驻极话筒接收声音信号，光控部分通过光敏电阻控制光信号。在仿真过程中，由于Proteus软件没有驻极话筒[15]，根据驻极话筒的工作原理，采用交流信号发生器模拟驻极话筒；对于光敏电阻，采用单刀切换开关选取不同阻值的电阻，模拟光敏电阻，其余元器件在Proteus软件库中都可以找到，构建的数字声光控仿真电路如图1所示。

该电路的工作原理为：在声控部分，当话筒接收到声音信号后，在话筒两端会产生一个脉冲，该脉冲经过运算放大器LM358处理之后，使得LM358的输出端1为方波波形；在光控部分，当接收到光信号之后，光敏电阻的阻值变大，使得运算放大器LM358同向输入端的阻值变大，LM358的输出端7为高电平。

2 电路仿真

在仿真过程中，设计者可以自行放置电压探头和示波器实时观察各点的电压和波形，从而分析电路的功能。

图1 数字声光控仿真电路

2.1 声控部分仿真

声控部分仿真时，只给定声音信号，即信号发生器工作，信号发生器选取频率为1 kHz，振幅为5 V的正弦交流电压，仿真如图2所示，通过示波器测试发现，A点输出的波形频率为1 kHz，振幅为4 V的方波波形，B点的电位为低电平，集成电路555始终处于导通状态，输出为低电平，74LS122不工作，指示灯灭。

图2 声控部分仿真

2.2 光控部分仿真

光控部分仿真时，只给定光信号，实际测定光敏电阻为4.7 kΩ，挡光之后电阻大约为8 kΩ，因此将单刀切换开关打到8 kΩ的电阻，仿真如图2所示。此时，驻极话筒不工作，在离线状态下，测得驻极话筒电阻为10 kΩ，仿真时驻极话筒部分采用10 kΩ的电阻。通过电压探针测试发现，B点的电位为高电平，A点的电位为2.501 74，集成电路555处于保持状态，输出为低电平，74LS122不工作，指示灯灭。

2.3 声光控部分仿真

声光控部分同时仿真时，仿真如图4所示，声控部分、A点输出和集成电路555输出端的波形如图5所示。当集成电路555的输出端为下降延时，74LS122的输出端为低电平，指示灯亮，灯亮的延时时间跟74LS122外接的电阻R11和电容C1有关，电阻和电容越大，延时时间越长。

图3 光控部分仿真

图4 声光控部分仿真

图5 波形仿真

通过数字声光控电路仿真结果可以看出，设计的电路能够达到数字声光控的功能要求。

3 实物调试

为了验证Proteus仿真的实用性，将仿真电路制作成实物，并对其进行调试。在实物安装过程中，由于仿真电路集成芯片和实物图管脚排布不同，布线时需要学生先画出布线图，再进行装配；同时在仿真时集成芯片不需要接地和电源也可以工作，但是在实物安装过程中，集成芯片必须接地和接电源才能工作，这是在仿真和实际装配过程中需要注意的问题。

在实物调试过程中，通电后指示灯不亮，如图6所示，其中单独有声音作用时，或者光敏电阻被遮挡时，指示灯也不亮。如果声光控共同作用时，即光敏电阻被遮挡同时发出声音，指示灯亮，如图7所示，同时指示灯亮的延时时间与仿真也吻合。通过对实物进行调试，可以实现数字声光控设计要求的功能。

图6 实物通电测试

图7 数字声光控测试

4 结 论

在电子技能训练中，验证学生设计电路的可行性，是不可缺少的步骤。本文提出了将Proteus软件应用到电子技能训练中，并以数字声光控电路为例，将仿真效果和实物调试进行比对，验证了该方法的可行性。该方法应用到电子技能训练中，不仅可以培养学生的创新能力，同时能够为设计者节约成本，可以达到开设课程的预期目的。

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Application of Proteus in electronic skill training

GUO Ya-qin1，ZHAO Lei2
（1.Nantong Polytechnic College，Nantong 226002，China； 2.HuanShan University，Huanshan 242700，China）

Proteus software is applied as circuit simulation method to solve the problems in．Proteus not only simulates the performance of the product，but also solves the problems in the product debugging.This paper take the circuit of controlled by digital sound and light as a example，illustrates the process of circuit design，simulation debug and production with.It was proven that using proteus in electronic skill training，verify designed circuit feasibility，motivate enthusiasm for studying ，and reduce the experiment cost.

electronic skill； Proteus software； controlled by digital sound and light； debugging

TN709

：A

：1674－6236（2017）14-0014-04

2016-09-07稿件编号：201609007

安徽省质量工程项目（2014xnzx018）；南通理工学院教研项目（2015011）

郭亚琴（1981—），女，山西临汾人，硕士，讲师。研究方向：单片机、智能仪表和软件仿真等。