浅谈基于Proteus虚拟电子实验室建设.doc

浅谈基于Proteus虚拟电子实验室建设On the Virtual Electronic Laboratory Construction Based on Proteus Sang Hong （重庆信息技术职业学院，重庆 404000） （Chongqing Information Technology College，Chongqing 404000，China） 摘要：虚拟实验室的建设是学生和学校实验需求的重要补充和学生学习及开发的重要手段 Abstract: The construction of virtual laboratory is an important supplement of experiments needs of students and school and the important way of student’s learning and development. 关键词：电子 虚拟实验室 实践实训 Key words: electronic；virtual laboratory；practical training 中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）32-0172-01 1虚拟实验室建设的理由 1．1 虚拟实验室：虚拟实验室是利用计算机仿真技术，在计算机上学习模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等通常在实验室完成的实验。以虚代实、以软代硬，即为虚拟实验室的本质 1.2 虚拟实验室建设的必要性：电子技术、电路分析和单片机教学包括理论与实践教学，对于感知教育来讲，而实践实训教学所占比例较多，硬件投入大。在实践实训的中，需要大量的实验仪器和设备。而一般的学校或个人没有较多的经费，因此，单片机的课堂教学及实验中存在诸多问题如：①特别是单片机课堂教学以往多以理论教学为主，实验教学也多是进行验证实验。②学生实验时也存在着不少问题：学生除了上课外，平时难得有机会实践；一般单片机实验箱由于是成品,学生很难参与到其中的细节设计中去，学生动手能力很难得到训练与提高。③实验设备不足，落后，单片机实验室建立成本高，更新换代跟不上发展的需要，还会带来资金耗费严重等问题 1.3 PROTEUS实验室：Proteus是一种低投资的电子设计自动化软件，提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能，同时可以仿真电子技术、电路分析和单片机及周边设备，特别可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周边设备的仿真。Proteus提供了大量的元件库，有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，编译方面支持Keil和MPLAB等编译器。采用PROTEUS仿真软件可以实现从虚拟到实际，从软件到硬件，从概念到产品的主要用于电路、单片机或嵌入式系统课程的实验实训实验室 2实验室建设的主要目标 2.1 实验教学体系建设和实验教学内容改革的目标通过PROTEUS实验室的构建，使得实验教学体系建设和实验教学内容改革达到以下目标：①使实验内容更加全面。实验的内容包括软件部分的汇编、C51等语言的调试过程，也包括硬件接口电路中的大部分类型，对同一类功能的接口电路，可以采用不同的硬件来搭建完成，从而克服传统实验硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性，扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。②降低实验室构建、运行和更新成本。③进一步提高学生的设计能力及创新能力。实验能力和实验设计能力的培养，是工科学生解决实际工程问题能力中较为重要的方面，因此，提供学生自行设计和创新性设计平台尤为重要。④培养学生的协作能力。一个比较大的工程设计实验室，是由一个开发小组协作完成的。了解和把握别人的设计意图和思维模式，是团结协作的基础。在Proteus中进行仿真实验时，所涉及到的内容并不全是学生独立设计完成的，因此对于锻炼学生的团结协作意识，是有好处的 2.2 实验教学体系建设和实验教学内容改革的效益分析建立的新的实验教学体系，并进行相应的教学内容改革，将对教学带来以下效益：降低实验室建设投入；降低实验室运行投入；降低实验室更新投入；降低实验室设备维护投入；提高实验质量，从而提高教学质量；可培养学生的实验室设计能力，并降低学生科研投入；支持学生创新性设计；可培养学生的团队合作能力 3本实验室建成后的特色与定位、硬件水平与国内高校同类实验室的对比分析 3.1 本实验室建成后具有以下特色：实验内容全面；硬件投入少，经济优势明显；学生可自行实验，锻炼解决实际工程问题的能力；实验过程中损耗小，基本没有元器件的损耗问题；与