Proteus仿真软件在自动化专业课程中的应用研究*

朱嵘涛

摘要：针对目前Proteus仿真软件在自动化专业课程中应用研究单一的现状和问题，提出应注重Proteus在自动化专业课程中的相互融合，帮助学生提高对专业课程的理解。实践表明，这种方法不仅能帮助学生理解专业课程，也能激发学生的兴趣。

关键词：Proteus；仿真；专业课程

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）03-0200-02

The Application Research of Proteus Simulation Software in the Electrical Specialized Courses

ZHU Rong-tao

（Yangtze University College of Technology & Engineering， Jingzhou 434020，China）

Abstract： Against to the signal actuality and problem of proteus simulation application research in the automatic specialized courses， we have offered proposals to emphasize the effect of merge between the Proteus simulation software and automatic specialized courses， promote student's understanding of specialized courses.The practice teaching results show the teaching method can help student to understand automatic specialized courses and improve the students interest.

Key words： Proteus；simulation；specialized courses

在教学领域，Proteus是一个巨大的教学资源，可以应用于自动化专业中的很多课程，如模拟电路、数字电路、单片机、电机拖动等课程，而这些课程又是自动化专业非常重要的课程，老师在教学上往往只注重一门课，而忽视了多门课程之间的联合教学，因此Proteus软件在自动化课程的应用研究有助于解决自动化课程相对独立的现象，在教学中通过使用Proteus软件将这些课程有效的联系在一起，成为一个有机的整体，更有效的提升自动化专业教学水平。

1 直流电机仿真

电机拖动是自动化专业课程中的一门专业核心课，而在上课的时候是看不到电机实物的，一味按照PPT来讲解电机的工作原理，就显得非常单调，且听起来也很枯燥，难以提高学生的上课兴趣，因此在上课的时候通过Proteus软件进行仿真教学就能在很大程度上提高学生上课的积极性。

直流电机仿真电路原理图如图1所示，直流电机的工作主要取决于电机两端的电压，电压越大转速越快，正转和反转取决于电机两端电位的大小，如A端的电位高于B端的电位，电机正转，那么当A端的电位小于B端的电位时，电机则反转。直流电机硬件测试结果如表1所示。

2 直流电机驱动电路

2.1 L298简介

L298是一款单片集成的高电压、高电流、双路全桥式电机驱动，设计用于连接标准TTL逻辑电平，驱动电感负载（诸如继电器、线圈、DC和步进电机）。L298提供两个使能输入端，可以在不依赖于输入信号的情况下，使能或禁用L298器件。

L298低位晶体管的发射器连接到一起，而其对应的外部端口则可用来连接一个外部感应电阻。L298还提供一个额外的电压输入，所以其逻辑电路可以工作在更低的电压下。

2.2 PC817简介

PC817光电耦合器广泛用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计。PC817主要特性如下：1）电流传输比 （CTR： MIN. 50% at IF=5mA ，VCE=5V）；2）高隔离电压：5000V有效值；3）紧凑型双列直插封装，PC817为单通道光耦，PC827为双通道光耦，PC837为三通道，PC847为四通道光耦；4）线性光耦元件。

2.2 PC817简介

直流电机硬件驱动测试原理图如图2所示，L298的ENA和ENB引脚为使能端，A、B、C、D为L298的输入端，对应的输出分别为A-O、B-O、C-O、D-O，用来控制电机的运行状态。由于直流电机只有2个引脚，故在本文中选择C、D为L298的输入端，C-O、D-O作为输出端，ENB作为L298的使能端。考虑到电机高速运转时，工作电流较大，所以引入了光耦PC817来隔离，方便与各种微控制器连接，直流电机驱动电路硬件测试结果如表2所示。

3 直流电机系统仿真

直流电机系统由单片机最小系统和直流电机驱动电路2个部分组成。单片机最小系统是《单片机原理与应用》课程中的内容，直流电机驱动电路是《电机拖动》课程中的内容。从这一个小的方面就可以看出，自动化专业的很多课程是相铺相成、互相促进、有机协调的一个整体，只是不同课程的侧重点不同而已。直流电机驱动电路就是为了单片机编程服务的，只要理解按键的两种状态就可以了，如按键按下表示低电平，按键松开表示高电平。单片机的I/O引脚正好也只有两种状态，即高电平和低电平，那么就正好可以用单片机的I/O引脚来替换按键，通过编程就可使对应的引脚输出高电平或低电平。

直流电机系统的仿真电路原理图如图3所示。

经仿真测试，直流电机系统的仿真测试结果与表1的结果相同，那就说明先对数字芯片进行硬件测试有利于单片机程序的编写，也加深了学生对数字芯片的认识，当自己不会写单片机程序或者写的程序没有出现预期的结果时，可以先从数字芯片硬件测试入手查找问题的所在。

4 结束语

在自动化专业的很多课程的教学中，教师要强调所学的知识可以在自动化专业的其他课程中会用到，那么学生就会明白Proteus仿真软件的重要性。实践教学表明：本项目的研究有利于提高了学生的学习兴趣和课程的教学质量。

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