1 Proteus简介

Proteus是英国Labcenter Electric公司研发的多功能EDA(Electronic Design Automatic)软件。该软件提供了大量的虚拟元器件及多种虚拟仪器仪表，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路仿真等功能；提供软硬件调试功能，同时支持Keil C51等多种编译器。可极大地缩短电路的设计时间及成本，为学生的专业学习及课程设计提供了便利[1]。

Proteus的两大应用模块是 ISIS Schematic Capture、ARES PCB Layout。ISIS 用于原理图（Schematic）的绘制与仿真，ARES 用于印制电路板（PCB）的设计是目前较新的版本。

2 Proteus在电工基础中的应用

电工基础是电类专业新生入学就要学习的一门专业基础课，对于刚接触专业知识的学生来说有些晦涩难懂。Proteus可对电工基础的理论学习起到很好的辅助作用，此处以叠加定理的验证电路为例进行说明[2]。叠加定理验证电路仿真图，如图1所示。

图1 叠加定理验证电路仿真图

点击屏幕左下角仿真工具栏上的 “运行”按钮即可开启仿真，通过鼠标直接控制单刀双掷开关SW1、SW2，以决定12V直流电源U1、6V直流电源U2是否接入到电路中。观察各仪表数值，记录U1单独作用时的各电压、电流值；记录U2单独作用时的各电压、电流值；记录U1、U2共同作用时的各电压、电流值，并与上述值进行比较，从而进行叠加定理的验证。

整个验证过程非常直观，操作简易，各电压和电流数值可通过虚拟电压表及电流表直接读出。

3 Proteus在电子技术中的应用

图2 静态工作点稳定电路仿真图

以静态工作点稳定电路为例，如图2所示，搭建好仿真电路后，可以进行下述操作。

1）测量静态工作点。令信号发生器输出电压为0V，调节电位器RW1，使三极管集电极电位UC≈6V。通过电压探针读出UBQ、UEQ的值，并计算 UBEQ、UCEQ、IBQ、ICQ的值。

2）测量电压放大倍数，输入输出电阻。由信号发生器输出频率为1kHz，峰-峰值为290mV的正弦信号us，用示波器观察输入、输出电压波形，并计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

3)测量最大不失真输出电压幅度。调节信号发生器的输出使us逐渐增大，用示波器观察输出电压的波形，直到输出电压波形刚要出现失真而未失真时，停止增大us，这时示波器所显示的正弦波电压幅度，即为放大电路的最大不失真输出电压幅度。继续增大us观察波形的失真变化[3]。

4)观察静态工作点与波形失真的关系。当输出电压为最大不失真电压时，缓慢调节电位器RW1，使其增大或减小，观察波形失真情况。

5)观察负载RL对输出电压波形的影响。

图3 虚拟示波器界面

输入电压、输出电压波形图，如图3所示。通过仿真学生更加熟悉了示波器的使用，理解了静态工作点设置的重要性，以及如何消除波形失真等。

图4 数码管动态显示电路仿真图

4 Proteus在单片机技术中的应用

Proteus可以方便地仿真单片机及其外围电路，现以单片机AT89C51控制六位数码管7SEG-MPX6-CA-BLUE动态显示电路为例进行说明，电路仿真图如图4所示。为了绘图方便简洁，仿真电路中省略了单片机电源、晶振和复位电路。将KEIL软件编译生成的HEX文件写入单片机，点击“运行”按钮，可观察仿真结果，发现问题可及时修改程序源代码[4]。

5 结论

Proteus是辅助电类课程学习的一款优秀软件，也是进行电子产品设计开发的得力工具。Proteus仿真软件打破了学习场地、学习时间的限制，方便了学生的自主学习，也增强了学生对理论知识的理解。但是Proteus仿真并不完全等同于实际电路，最终还需要通过实际电路的搭建来验证设计的正确性。

[1]吴乐坚，卢旭锦.Proteus软件在高职院校电子线路实验中的应用研究[J].科教文汇(上旬刊)，2018(9)：93-98.

[2]吴桂仙.“电路与磁路”课程教学探索[J].南方农机，2017，48(18)：14-15.

[3]熊建平.基于Proteus虚拟仿真软件在高职电子类课程中的应用[J].教育现代化，2017，4(37)：160-161.

[4]杨槐.基于Proteus仿真软件的高职单片机教学改革[J].无线互联科技，2012(7)：233.

文章来源：《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/qikandaodu/2021/0730/811.html