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Proteus已成为电子信息类课程事实上的全球教学标准!

小伙伴
发表于 2019-02-15 17:36:08

Proteus Design Suite已成为电子信息类课程事实上的全球教学标准,在中国、在印度、在欧洲、在美洲、在美国,每年被成千上万所高中和大学所使用,用于电子、嵌入式设计,PCB设计的教学,是电子专业教育的标配EDA软件。

一平多课 - 一个平台,覆盖多门课程。

Proteus Design Suite简单易用,功能完整,性能优越,可以贯穿学生的整个学习生涯,为学生提供巨大的帮助,并在毕业后的职业生涯中继续使用,为企业带来巨大效益。

Proteus Design Suite可以介入到电子信息类专业教学和实验的方方面面,已经在大多数基础课程和专业课程中广泛使用。

1.专业导论课程 (可视化设计)导论也有了实验课!


    可视化设计技术使用流程图来设计软件,使用模块电路来组装硬件,最大限度地降低电子系统的设计入门门槛。在学生没有学习编程语言,电路原理,寄存器配置等前置知识的情况下,也可以快速开发出有趣的电子系统,激发专业学习的兴趣。设计完成的电子系统可以在Proteus中进行仿真,并一键下载到实际硬件中运行,给低年级学生提供最真实完整的设计到产品的感性认识。

2. 电子技术基础课程(电路原理、模拟电路、数字电路)

Proteus的原理图设计软件是学生最好的电子实验画布,学生可以随心所欲地在上面放置元件,进行连线,点击仿真而不会产生任何不良后果。这可以让学生放开手脚,激发好奇心与创造力,给学生提供一种安全、快速、沉浸式的学习环境。

可点击的按钮,可调节的电位器,实时显示的电流方向和电流电压值,给学生提供了学习电路理论的最理想环境。直观的动画显示,可交互的仿真电路,多种多样的测量仪器,让学生在学中玩,玩中学。先仿真观察现象,再由现象激发兴趣,进而学习相关理论知识,不但使学生容易理解,而且使学生记忆深刻,提高了课堂教学的效率,也增加了学生探究学习的动力。

积累了一定理论和实践经验以后,掌握了学习电子技术的方法后,还可以使用多种高级仿真图表来进行测量和分析,如频率分析、傅立叶变换、噪声分析等。

3. 单片机课程(8051、PIC、AVR)

一直以来,支持单片机系统仿真是Proteus区别于其它EDA软件的显著特征之一。它使用原理图模块来绘制“虚拟硬件”,使用VSM Studio IDE来编写、编译和调试程序。在这里可以学习单片机的基本概念,如指令、中断、ADC和串口通讯等。可以学习单片机的基本调试工具和方法,如断点、单步、变量、寄存器、管脚电平等。

完整的指令级仿真模型,可以仿真运行任何第三方库和程序,虚实完全一致,任何时候可以通过PLink一键下载到硬件电路进行验证。

支持多个8位、16位、32位处理器在一个电路中同时运行仿真,可以进行多机通信实验,进行多机系统架构的设计与验证,探讨不同系统架构下的优缺点和典型应用。

4. 嵌入式课程(STM32、LPC2000)

学习嵌入式课程不仅仅需要单片机的相关知识,还需要掌握更多的嵌入式外设、系统互联协议和嵌入式操作系统的知识。Proteus包含成千上万的复杂嵌入式外设模型,并且完全支持常用的现代通信协议,如I2C、SPI、以太网和USB等。使用微控制器+传感器(如I2C温度传感器)+执行器(如直流无刷电机)+显示器(TFT或LCD)+输入部件(如键盘,按键或终端),学生可以很容易就搭建完成嵌入式应用系统(如电机控制、照明控制、传感采集、通讯等),进而进行嵌入式程序的编写和调试。

使用Proteus仿真还可克服硬件调试中一些难以克服的困难。例如,当使用PWM给电容充电时,暂停仿真,虚拟电路中的电容并不会泄放电荷,但硬件电路中一旦暂停PWM,电容电荷将被泄放,暂停情况下测量得到的结果将与电路实际运行的结果不同。

5. PCB设计课程(PCB Layout)

Proteus Design Suite也集成了PCB Layout的模块,包含了一个商业级的全功能软件包,而且它特别为学校的教学做了优化,例如,可以很简单且方便地设置线路板的制图约束条件,如何使用电源层进行说明和演示;厉害的学生可以学习多层板的设计,实践如何为细间距SMT和BGA封装进行布线;可以在任何时候打开3D可视化模块来检查绘制中的PCB板和焊接后的效果;

对学生来说,PCB的制作流程,有哪些限制或可能出现的问题,一般都不容易理解,Proteus提供了特别的工具帮助老师去讲解这些题目,如过孔,盲孔的示意图。

工程笔记模块也定义了一个PCB规格的模板,包含了现代PCB厂商生产需要的参数列表。生产前检查将对PCB进行生产工艺方面的检查,以使你设计的PCB板能够生产出来。

6. 物联网课程(IoT Builder)

在Proteus IoT Builder出现之前,物联网在课堂上的教与学需要很高的技巧,否则,有可能让物联网课程完全变成理论课,这是因为物联网课程的实践环节需要对节点、网关和网络连接设备进行非常复杂的重新配置,才能使整个物联网系统能够正常工作。而修改节点或网关程序,修改配置文件,需要大量的嵌入式编程和网络编程知识,这大大降低了可实践性。一旦某些节点或网关或网络连接设备程序修改出错或配置错误,则可能导致整个系统不工作,让授课老师非常头疼,这使得学生不敢做任何的实践操作,从而使得物联网课程变成理论课。

Proteus IoT Builder正是为解决此问题而生,它基于各种开源硬件(如Arduino,PlayKit,树莓派等),使用端到端的流程来设计物联网应用,它不需要学生掌握HTML/JavaScript/Python和TCP/IP的知识就可以设计远程控制面板。它使用面板编辑器来绘制控制面板,使用流程图或C调用来编写功能逻辑和用户接口。因此,Proteus IoT Builder非常适合于物联网应用原理的教学,也非常适合于物联网应用快速原型的设计开发。

7. 计算机硬件课程(数字逻辑、组成原理、体系结构、微机接口)

Proteus不仅包含了大量的可以用来组建CPU的基本逻辑、运算和存储单元,还包含了8086 CPU仿真模型,这使得Proteus成为了最适合于计算机硬件的课程理论和实验教学的EDA工具。把Proteus用于数字逻辑、组成原理、体系结构、微机接口教学的研究最近几年已经成为了热点,各大高校的任课老师也出版了各种教材,提供了各种创新的实验方法来顺应这种潮流。其中,华南理工大学赖晓铮老师无疑是研究得最全面透彻的一位,以下内容部分参考了《基于Proteus的计算机系统实验教程——逻辑、组成原理、体系结构、微机接口》。

使用Proteus虚拟仿真来进行计算机硬件课程实验的门槛很低,只要掌握基本的数字逻辑概念,就能在虚拟环境中运用常见的中小逻辑器件“积木式”设计和搭建CPU。在Proteus 虚拟仿真环境中,学生可以从基本数字逻辑器件开始学习, 进而验证计算机的组成部件功能,甚至参照主流的CPU体系结构,设计相同指令集而不同硬件架构的CPU。

正是Proteus软件的易用性和灵活性,降低了基础课的实验门槛,提高学生对计算机基础课的学习兴趣,增强学生的创新意识,培养动手实践能力。

8. 其它课程

Proteus本身蕴涵了大量的仿真教学资源,可用于其它课程的教学,到目前为止,已有老师在以下课程上进行教学改革的研究,我们相信,在不久的将来,会有更多的研究成果出来:

a) 传感器课程(传感器原理、传感器应用)

b) 通信课程(现代通信原理)

c) 数字信号处理课程(dsPIC33、PICCOLO)


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你的回应
  • 小伙伴

    2019-04-26 10:26:09 小伙伴

    除了计算机硬件课程的例程,其它都来自于官方软件自带例程。

  • lichangle

    2019-04-19 14:18:18 lichangle

    请问这文章里的仿真都是软件自带的例程吗?

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