电子类课程仿真软件教学应用探索

摘要：电子类课程理论知识难度较高，不易入门，历年来是我校学生不及格率较高的课程之一。在理论教学中若辅以相应的仿真软件，方便学生理解相关知识点，从而提高教学效率。文章以555定时器的应用为教学实例，展示了利用Proteus 仿真软件教学的优势。

关键词：电子类；Protel99se仿真；555定时器；

电子类课程理论知识难度较高，不易入门，历年来是我校学生不及格率较高的课程之一。课程涉及的知识面比较广泛，在教学过程中，学生对知识点的理解比较困难。如何针对职业教育的特点和人才培养目标，深入浅出地讲解内容，使学生熟练掌握电子类课程的相关知识，是电子类课程教学需要解决的重要问题。基于教学中存在的问题，文章以Protel99se软件仿真与教学结合为例，阐述了仿真软件在教学中的应用。

Prote99se软件介绍

Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。按照系统功能来划分，Protel99se主要包含电路设计部分和电路仿真部分。 本文就是介绍利用软件的仿真功能应用于电子类课程的教学。

二、555定时器构成单稳态电路的工作原理

图1是单稳态工作方式的电原理图。图中R、C是定时元件，C1，R2是输入信号的微分电路，R1、R2的分压比保证在负触发脉冲未到时，触发输入端的电位高于1/3Vcc，使R-S触发器处在0状态，R1、R2的阻值可以在几十KΩ范围内选用。

图1 单稳态触发器

在稳态时，由于输出为0，放电管T导通，定时电容C保持放电状态。当输入端引入负脉冲时，比较器B的输出将R-S触发器置1，放电管T截止，输出Uo为“1”。这时，Vcc通过定时电阻R向C充电，由于电容C的电压与阀值电压输入端相接，当C端电压被充电而逐渐升到超过2/3Vcc时，比较器A的输出将R-S触发器置0，放电管T饱和导通，电容C则通过放电管T很快放电，输出Uo又恢复为“0”。由此可见，所产生的输出脉冲宽度等于电容C从低电平充电到2/3Vcc的时间。可以证明，输出脉冲宽度Tp为：

Tp≈1.1RC

单稳态工作方式时的波形图见图 2。

图 2 单稳态方式波形

三、单稳态触发器Protel99se仿真实现

Protel99SE功能强大，可以利用其信号仿真的功能对该电路作信号分析。首先，绘制原理图（ 全部选用Sim.ddb仿真元件库中的元器）如图3所示。

图3 555定时器构成单稳态电路原理图

为了使该555时基集成电路能正常工作，我们给其输入端加上一个时钟信号源，其频率等于1KHz。同时，我们为该电路加上5V的直流电源和10K的负载，如图4所示。

图4 加载信号源

利用软件仿真功能，选择Ui，Uo，Uc（分别表示输入、输出电压以及电容C的电压几个点，点击 Show 按钮，系统就会给出其波形。见图5。

图5 各点波形

通过理论知识的学习我们已经知道了单稳态电路中Tp≈1.1RC，图4的原理图中，我们设置R=100K，C=0.01uF。在仿真出来的波形图5中，量得Tp≈1.1ms，充分验证了分析结果。修改R，C的值，令R=10K，C=0.1uF，进行仿真。同时打开标尺A和标尺B，测量Tp的宽度，结果发现结果仍为1.1ms。见图6。

图6 Tp宽度测量

四、结束语

从555定时器构成单稳态电路的教学中可以发现，Prote99se软件在教学中的优势，它能把比较抽象的知识点通过仿真结果直观的展示在学生面前，通过实时的参数的变化理解单稳态电路的工作原理，取得了很好的教学效果。Protel仿真还可在电子类课程的实验和课程设计中得到广泛的应用。

参考文献：

1梁恩主，梁恩维.Protel99SE电路设计与仿真应用.北京：清华大学出版社

2 刘国章.555时基电路的应用.北京：电子工业出版社，2008

3 吴春.555时基电路的应用及图解.西安：西安电子科技大学出版社，2006

4 李强.555定时器的应用实解.桂林：广西师范大学出版社，2008

5陈其纯.电子线路.北京：高等教育出

作者简介：

封爱如（1977-），女，汉族，江苏苏州人，工程硕士，苏州技师学院讲师。