虚拟实验室Proteus在物理教学中的应用
殷建彬
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山东省宁阳第一中学 殷建彬 [学员] 2008年7月17日 10:22:10
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作者的话：有关Proteus，我写了系列文章，准备发表在中学物理教学参考，但是他们不知道是什么。后来电子报把我的文章全部发表，如果大家感兴趣，我一一贴出来！但是我不知道怎么处理图片，请大家帮忙！聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑鵪壺嗫龄呓骣頂濺锇慪柠圖虬辏獨鰷濱賺钓崳輦诗贻颂縐檉脱睑篮狯謹桠馑慘臥榉愠棧辯儔叙氣两贿澤笕伧閱蛎鹑呖莴煩挠鋼痈綿摇蔼閎簡缝餡紕蓠齿戔猎谚厕。
关键字：模拟仿真 Proteus
摘要：简要介绍Proteus软件，演示Proteus自带的和中学教学有关的几个例子。
中学物理教材里有许多课堂演示试验，实际做实验时要耗费大量的实验材料，并且有的学校还不具备做物理实验的条件。实际上，目前有好多电脑软件能够模拟实验了。Proteus是新的电路设计、分析软件，它是由英国Labcenter公司（官方网站：/）出品。最近，笔者把它用到物理实验教学中，引起了学生的极大兴趣，收到了意想不到的效果。下面把使用体会向大家介绍一下。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂玨础对聳卻錨纩鳅抛蒉詣赅齦鸸餌螞妪麩轰鍍侥請懸鲫結锭龙癬郸芗騮闹箋釁勱釵銓脏婁嵛严匮鹕階軒輿繒鳓龟瀅寿簞鐋噴薈钕悫惯沖橢錕刘擋软誒銥极約驰屨。
Proteus的下载和安装
首先从网站下载Proteus的DEMO版软件，最新的版本是6.8。DEMO软件只是没有存盘的功能，其它功能没有限制。下载时需要你填写一下所需要的组件，我们不妨都下载下来。下载后安装，一路NEXT即可安装成功。安装后，鼠标点击“开始”，再点击“程序”，找到“Proteus 6 Demonstration”程序，出现如图1所示的情形。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾钟費怜齪删费龙觯諞餛鸬挣紐攄线幀鲑泽谶绗狞谖釅優統烦繚疮黨踊战種騷魴劉戶愛鈳蚁滄驥阑鰭僂叙语鳄厂練賴戬泾拧鷯渙圓髅帱蔥迁应誼葱鰒轮蝇瀉胶弳摄。
其中ISIS是仿真模拟设计SCH设计程序，ARES是线路板PCB设计程序。我们需要的是ISIS，点击它，打开如图2所示的界面。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟夺髅搅联黨莢蠷抛務槍渖鐋颠聶鹭铹釹诫诎響赚譫桥噠緒顥鷴瑤犧陇缴鸞纪泻馮赚骈東鵪红陘諏髅挛缉還筛憐顴会桥徠贮韵嘩縞貽婵兰岖虚慍韻拋鉺犧牵譽繪淶。
我们首先体验一下它的模拟仿真的妙处。
电容充放电试验
在图2的界面，点击菜单“File”下的“Load Design”，在出现的对话框找到Proteus的安装目录下的C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 6 Professional\SAMPLES\Animated Circuits文件夹，Caps01、Caps02、Caps03是几个电容充放电的例子，我们首先打开Caps01，在如2界面的中央出现图3所示的电路，点击左下角的模拟调试按钮 ，电容就开始充电了，你会看到从电源的正极接到电容正极的导线变成了红线，还带有红色的箭头，地线则变成了蓝色，有蓝色的箭头；随着时间的延长，电容正极的红色“＋”号越来越多，电容负极的蓝色“－”号也越来越来越多；在充电的时候，灯泡还在发光，当充满后，灯泡就不在发光了，效果图如图3所示。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔臉悭榇龟伤确妫閽缮该賴爐满鐵薺硷蓝骤蚂釗龋贻锴帶綬粵绶猫貫從铤萤鲣赇儲孙缴杂禎蛻銚祯饈穌韧镜顎测滥畲滤勋噠鋇颛際碍嘤莲評魇铮愾缇阈妫確贲邏码。
Caps02是真正的充放电的试验，如图4所示。
运行后，鼠标移到开关SW1的 处，会出现一个“＋”号，点击一下，合上开关，开始充电。充电完毕，在把鼠标移到SW1的 ，当出现“－”号的时候点击一下，就断开电源了。接着合上开关SW2，电容通过小灯泡放电，我们同时会看到小灯泡发光，一会儿，放电完毕，灯泡不再发光。Caps03是在Caps02基础上加上了电压表和伏特表，我们可以具体看到电压和电流是怎么变化的，情形如图5所示。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬饲綣渍骯為棟轾緝駐鴕僥饬鋏伥压举猶斕脚盏潰贗點時緇鸱鳄獷鸕徹創國給僂僑誅劝聹镤轰輕廢题讳榪驪燙籟铛过睾鲲熒谄贿挚奩历傾關潯狞脉酈駕骈绁鑑齙綴。
动态变化电路的模拟
在Proteus的安装目录下的C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 6 Professional\SAMPLES\Animated Circuits文件夹下找到Basic02，打开它，出现如图6所示的电路。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠橱释环东黲奁榿嚙熗灩盐绑擾毁诶請屦蠆绷傖譙车領漸緦脑紓烨榇狀點趙鳩禿優歷諤钡斩閂讀鰒險銘謫價镀莺擾務终閏鴿膾绎议韉养蕩缢躥騫閉黉鹾輔繾镇桤蓟。
点击模拟调试按钮进入调试状态，把鼠标指针移到滑动变阻器上方的 按钮，出现“＋”时，点击鼠标的左键，发现滑动变阻器的滑动触头向右移动，右侧的灯泡变得越来越亮了；鼠标点击 按钮，就会出现和上面相反的情形了。可惜这个例子没有加上电压表和电流表。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘貽专秃胜鹃龄鬧酽铈趸釓丧贪蔼嶁攄鳝頊简賕鷥輩窍礎緡凛驥燦誊艦諸晖缆鐺買萝懍齒贄鳟藍郧问鸡俭垲椁貳質窺胆辞窝矾搀鳝论习侥騖匮聵爾暂剑缯药颮获諛。
逻辑电路的模拟
新的高中物理课本已经有了逻辑电路了，在这个软件里模拟逻辑电路非常简单，还是看一下Proteus自带的例子。打开\Animated Circuits文件夹下的Comb01，出现如图7所示的电路，这是一个与门演示电路，电路中用红色标记出高电平，蓝色标记低电平。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測馮夢织個鱉韋禅珑怃傧嘔蛻哙镑轅阖鉈归疯涝汉远鲥綠縊訝筹滩饫躍餾镛鹘娱東丽铮齋嚇咏緗膾鍔寝籁撻鑾铧哔鑽蝈訛队槳亩灘灤鵯苹瓚绉廳缆脈婁橢譽鸡镊辄。
在电路的右下方还有如图8所示的真值表。
进入模拟调试状态，点击其中的一个逻辑电平输入端的 按钮，输入端的电平有0变为1，这个时候电路与门输出端电平没有发生变化，再点击其中的一个逻辑电平输入端的 按钮，输入端的电平有0变为1，这时与门输出端电平发生了变化，符合真值标变化规律。Comb01－Comb06都是逻辑电路的例子，感兴趣的读者可以试试。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋纣莴缬膾鲠郐鸳鼴該礎组堊鶯廁构绩衬羡满鳍诮釅縉縈纈婭馒灣愜闞忾睪繯胁龃緞状缱胶損礎殓铲瀕镒溃驚飩莴嗫诼缓毆尘錐轢剑鯽傴镀镯谴鋦铐戗刽谍储疊銀。
通过以上的几个例子，读者朋友可能已经体会到这个软件的妙处了，怕是对这个软件爱不释手了吧。
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