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标题	Proteus仿真软件在数字逻辑实验中的应用
范文	余红珍　于斌 摘 要：以基本逻辑门实验为例，介绍仿真实验设计步骤及仿真过程。将Proteus 仿真软件应用到数字与逻辑课程实验教学中，可丰富实践教学资源，方便学生课后实验，有利于学生实践能力和创新能力的培养。 关键词：数字逻辑；Proteus仿真软件；虚拟仪器 DOIDOI：10.11907/rjdk.151314 中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）007-0052-02 0 引言 数字与逻辑是一门计算机专业实践性较强的专业基础课，是学习后续专业课程的基础。实践中，由于该课程教学知识点多，课堂教学缺乏实验演示，学生理解吃力，导致课程学习效果较差。“计算机仿真技术”是课堂教学和实践教学的重要内容，在数字与逻辑课程教学和实验中引入仿真软件很有必要。 1 Proteus介绍 Proteus是一款常见的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。它是目前唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus 软件提供了30多个元件库，数千种涉及数字和模拟、交流和直流的元件，Proteus还提供了不同种类虚拟仪器和仪表，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表等，其丰富的测试信号可用于电路测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号，如它提供的图形显示功能，可以将线路上信号的变化以图形的方式实时显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。 2 应用举例 在“数字与逻辑”课堂理论教学中，根据具体教学内容，穿插进行仿真技术教学，可使理论知识形象化、生动化，采用PROTEUS演示来讲解繁琐而抽象的电路实例原理，可增强教学生动性和直观性。例如，在讲述任意进制计数器时，可以用集成计数器芯片如74LS161（74LS192）制作不同进制的计数器进行演示，使书本文字和电路立体化，促进和加强学生对知识的理解和记忆。 本文以基本TTL逻辑门的逻辑功能为例，详细介绍通过Proteu提供的各种分立元件和集成电路等元器件，以及丰富的调试测量工具进行实验的步骤。 2.1 元件设计 （1）首先启动Proteus ISIS仿真软件 ，选择Component Mode模式，按Pick From Library 键，从Category栏中选择74LS Series 模块。 （2）从Results表中选择74LS08 Quadruple 2-input Positive-AND Gates，并放置到绘图窗口。 （3）在Keywords编辑框中输入LOGICSTATE，在Results表中双击LOGICSTATE，选择该逻辑信号作为逻辑门电路的输入，放在两个与门的输入端一侧。 （4）在Keywords编辑框中输入LOGICPROBE，在Results表中双击LOGICPROBE，选择该逻辑测试作为逻辑门的输出检测，放置在与门的输出端一侧。 （5）将逻辑门的两个输入端分别连接到两个LOGICSTATE上，将其输出连接到LOGICPROBE，在Wire Label Mode模式下分别将两个输入端命名为“A”和“B”，输出端命名为“F”，还可以通过2D Graphics Test Mode模式为设计图命名。逻辑功能测试如图1所示。 （6）按仿真按钮进入仿真状态，分别单击A和B两个输入端的LOGICSTATE，设置其值为00，01，10，11，观察输出端FLOGICPROGE的变化。 根据不同输入对应的输出填写逻辑功能表。根据表中逻辑关系即可验证与门的逻辑功能，F=AB。 （8） 退出仿真状态。删除两个输入端的LOGICSTATE和输出端的LOGICPROBE。 2.2 虚拟仪器设计 （1） 在Generate Mode模式下选择DCLOCK，并放置与门的两个输入端。双击A输入端的DCLOCK图标，进入其属性设置窗口，将频率由1Hz改为100Hz。双击B输入端的DCLOCK图标，进入其属性设置窗口，将频率由1Hz改为200Hz. （2）在Virtual Instruments Mode模式下选用示波器并放置到绘图窗口，分别将A、B、F引入示波器的A、B、C三个通道，如图2所示。 图2 与门的波形测试电路 2.3 仿真结果 按仿真按钮，可见示波器波形，如图3所示。从波形可见，只有当A和B两个输入通道的波形是高电平时，C通道的输出才是高电平。从而验证了正逻辑与门的逻辑关系F=AB。 用74LS32的或门替代绘图窗口中的74LS08，或用74LS136的异或门替代绘图窗口中的74LS32，用74LS00的与非门替代绘图窗口中的74LS32，重做以上实验可以分别验证其它逻辑门的功能。 3 结语 将Proteus 仿真软件应用到《数字与逻辑》课程实验教学中，帮助学生更好地理解和掌握理论知识，改变理论课堂难以进行硬件演示的不足，提高学生的学习兴趣，扩展学生的思路，也为学生提供了课外实验平台，有利于学生实践能力和创新能力的培养。 参考文献： [1] 邵平凡.浅谈Proteus VSM在数字逻辑课程教学中的应用[J].2011（9）：99-100. [2] 余红珍，于斌，秦宗锋.基于Proteus的单片机实验系统设计[J]. 实验科学与技术，2012（12）：175-177. [3] 余红珍，于斌，秦宗锋.虚拟仿真技术在单片机实验中的应用[J].技术与应用，2012（12）：121-122. [4] 张文涛.PROTEUS仿真软件应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2010. [5] 薛守强 .Proteus在《高频电子线路》课程教学中的应用[J]. 软件导刊， 2015 ，14 （2）： 121-123. （责任编辑：陈福时）
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