《汽車(chē)電工電子》 中職配套PPT課件
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2014年第8期太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)Journal of Taiyuan Urban Vocational College期總第157期Aug2014摘要文章圍繞 Proteus 軟件的互動(dòng)電路仿真特點(diǎn)，進(jìn)行了軟件應(yīng)用于課程教學(xué)的可行性分析，并介紹了 Proteus 在汽車(chē)電工電子技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞 proteus；互動(dòng)電路仿真；課程教學(xué)中圖分類(lèi)號(hào) G718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673-0046 （ 2014）8-0164-02* 基金項(xiàng)目：本文系 2013 年全國(guó)機(jī)械職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì) “ 十二五”規(guī)劃課題 “ 汽車(chē)電工電子技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)研究”的研究成果之一基于 Proteus 的汽車(chē)電工電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐侯麗春，張 軍（ 長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校，沈陽(yáng) 長(zhǎng)春 130013）當(dāng)前,高等教育正在向教育信息化發(fā)展。 所謂教育信息化，是指在教育中普遍運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)教育資源，優(yōu)化教育過(guò)程，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，促進(jìn)教育現(xiàn)代化的過(guò)程。 從教育屬性看，教育信息化的基本特征是開(kāi)放性、共享性、交互性與協(xié)作性。Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件，它不僅具有其他 EDA 工具軟件的仿真功能， 而且是將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。 Proteus 軟件一個(gè)非常重要的特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)互動(dòng)電路仿真。本文將本著教育信息化的原則， 介紹 proteus 在汽車(chē)電工電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐。一、使用 proteus 軟件進(jìn)行教學(xué)的可行性汽車(chē)電工電子技術(shù)課程的內(nèi)容涵蓋面廣，結(jié)合專(zhuān)業(yè)要求，教學(xué)內(nèi)容既要理論知識(shí)夠用，又要學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際。 在教學(xué)實(shí)施時(shí)，要求教師知識(shí)講解時(shí)短意精，實(shí)踐演練時(shí)長(zhǎng)到位，多立體，少平面。 實(shí)踐演練操作對(duì)設(shè)備有要求， 汽車(chē)電工電子技術(shù)課是多個(gè)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，對(duì)設(shè)備需求量大，現(xiàn)有的教學(xué)條件有時(shí)難以應(yīng)對(duì)擴(kuò)招后的課堂需求。 Proteus 作為一款互動(dòng)式電路仿真軟件，可以實(shí)現(xiàn)平面到立體實(shí)踐的過(guò)渡，而且?guī)椭鷮W(xué)生深刻理解理論知識(shí)。首先，現(xiàn)有的教學(xué)條件能夠保證利用軟件教學(xué)的需要。 現(xiàn)在高職院校多采用理實(shí)一體加多媒體的教學(xué)模式，這樣教師只要在電腦中安裝軟件即可。 教師根據(jù)需要在課堂教學(xué)中可以使用投影演示電路仿真過(guò)程，使學(xué)生理解授課內(nèi)容。其次， 學(xué)校的機(jī)房和圖書(shū)館的電腦與網(wǎng)絡(luò)資源豐富，可滿(mǎn)足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。 而且現(xiàn)在多數(shù)學(xué)生在宿舍都有自己的電腦，學(xué)生可在課后隨時(shí)進(jìn)行電路連接與驗(yàn)證的仿真實(shí)踐。最后，軟件自身的特點(diǎn)。 在原理圖設(shè)計(jì)方面，proteus提供了超過(guò) 27000 種元器件，還可以創(chuàng)建新元件；自動(dòng)連線(xiàn)功能使連接導(dǎo)線(xiàn)簡(jiǎn)單快捷，方便教師課前準(zhǔn)備以及學(xué)生的課后自主學(xué)習(xí)。 在電路仿真方面，proteus 具有多樣的信號(hào)源，有豐富的虛擬儀器，面板操作逼真，電機(jī)、顯示器件、按鈕的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)。教學(xué)用的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和測(cè)量?jī)x器數(shù)量有限，學(xué)生在課上練習(xí)的時(shí)間有限， 但是課下的電腦與軟件資源豐富，學(xué)生既能加強(qiáng)學(xué)習(xí)，又能發(fā)揮創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程教學(xué)的開(kāi)展打好基礎(chǔ)。二、proteus 在課程教學(xué)中的運(yùn)用1.對(duì)電路元器件的性質(zhì)的理解電容通交隔直，電感通直阻交，在理論上可以從容抗和阻抗的表達(dá)式（XC=1C，XL=L）出發(fā)，來(lái)解釋兩元件對(duì)交直流電的作用。 但是，部分學(xué)生還是在理解不深的基礎(chǔ)上死記硬背。 現(xiàn)在可以用軟件做出燈泡與電容、電感串聯(lián)的電路，讓學(xué)生感官上理解電容、電感在電路中的作用。 仿真電路可參照?qǐng)D 1。 改變交流電的頻率，燈光的明暗可反映出電路中電流隨頻率的變化。圖 12.傳感器電路原理與信號(hào)采集汽車(chē)電路中有電阻橋式傳感器， 在進(jìn)行電路分析時(shí)，用常規(guī)的串并聯(lián)電路分析方法講解，學(xué)生不容易接受。 現(xiàn)在軟件構(gòu)成簡(jiǎn)單的電阻橋，利用元件庫(kù)中的光敏傳感器模擬光敏、熱敏、壓敏電阻阻值的改變，在橋間分別用電流表和電壓表檢測(cè)橋間電流、電壓值隨電阻阻值164的變化而變化的情況。仿真電路可參照?qǐng)D 2。這樣不僅可以幫助學(xué)生理解傳感器電路的工作原理，而且可以解釋傳感器信號(hào)要經(jīng)過(guò)放大后才能送入電控單元的原因。 同時(shí)在講授集成運(yùn)放應(yīng)用時(shí)，可將放大電路連接到該電路進(jìn)行信號(hào)放大演示。圖 23.繼電器控制電路對(duì)于繼電器的理解， 從平面理論到實(shí)物電路連接，學(xué)生常常不能對(duì)號(hào)入座，借助軟件電路仿真，讓學(xué)生先在頭腦中實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐的過(guò)渡，這樣才能在實(shí)際電路設(shè)計(jì)與連接時(shí)思路清晰地進(jìn)行操作。 仿真電路可參考圖3。 該電路既可以直觀地演示繼電器小電流控制大電流的作用，還可以理解汽車(chē)電路中繼電器保護(hù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的作用。圖 34.觸發(fā)器電路由于課時(shí)有限， 數(shù)字電路部分的教學(xué)難度較大，前面的電路知識(shí)涉及的多是電壓、電流的方向和實(shí)際數(shù)值的問(wèn)題，數(shù)字電路研究的是信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，對(duì)于高、低電平的理解和對(duì)于觸發(fā)信號(hào)的理解，是掌握數(shù)字電路分析的重點(diǎn)與難點(diǎn)，憑空進(jìn)行理論講解，學(xué)生接受效果不好。 利用軟件進(jìn)行觸發(fā)器電路仿真，可讓學(xué)生深刻理解高、低電平的概念，理解觸發(fā)信號(hào)的上升沿與下降沿的概念， 理解觸發(fā)器兩個(gè)輸出信號(hào)的反相關(guān)系，理解集成電路的置位與復(fù)位信號(hào)的作用。 仿真電路可參考圖 4。通過(guò)改變兩個(gè)電源輸出電壓的大小，可方便地說(shuō)明高、低電平的概念。5.555 控制喇叭電路555 定時(shí)器除了做定時(shí)延時(shí)控制外， 還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路等。 對(duì)于這些電路的連接，學(xué)生經(jīng)常會(huì)記錯(cuò)，用電路仿真能夠幫助學(xué)生在理解工作原理的基礎(chǔ)上快速記憶電路的構(gòu)成。 仿真電路可參考圖 5。改變可變電阻阻值，可以改變 555 定時(shí)器輸出波形的占空比，進(jìn)而改變揚(yáng)聲器發(fā)聲的音調(diào)。 此電路可以模擬汽車(chē)防盜報(bào)警電路，也可將揚(yáng)聲器換成發(fā)光二極管、電機(jī)，實(shí)現(xiàn)調(diào)光、調(diào)速等的模擬電路。三、proteus 軟件教學(xué)實(shí)踐總結(jié)利用軟件進(jìn)行教學(xué)，活躍了課堂氣氛，激起了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性， 對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)都有很大幫助，同時(shí)，它提高了實(shí)物教學(xué)的質(zhì)量，真正地實(shí)現(xiàn)了平面理論到立體實(shí)踐的過(guò)渡。 但是在軟件使用過(guò)程中，也體現(xiàn)了軟件的局限性，例如軟件中的電容、電感不能直觀體現(xiàn)其在電路中產(chǎn)生的過(guò)渡過(guò)程。 這就要求教師在熟練掌握軟件的優(yōu)缺點(diǎn)后進(jìn)行充分的備課，并在講課時(shí)及時(shí)指出軟件在各電路中的局限性，防止因此給學(xué)生理解電路造成困擾。圖 4圖 5參考文獻(xiàn)：1朱清慧.Proteus教程電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)、制版與仿真M.北京：清華大學(xué)出版社，2011.2張軍，楊金玉.汽車(chē)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2012.165
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