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摘要：电子类课程理论知识难度较高,不易入门,历年来是我校学生不及格率较高的课程之一.在理论教学中若辅以相应的仿真软件,方便学生理解相关知识点,从而提高教学效率.文章以555定时器的应用为教学实例,展示了利用Proteus仿真软件教学的优势.

关键词：电子类；Protel99se仿真；555定时器；

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电子类课程理论知识难度较高,不易入门,历年来是我校学生不及格率较高的课程之一.课程涉及的知识面比较广泛,在教学过程中,学生对知识点的理解比较困难.如何针对职业教育的特点和人才培养目标,深入浅出地讲解内容,使学生熟练掌握电子类课程的相关知识,是电子类课程教学需要解决的重要问题.基于教学中存在的问题,文章以Protel99se软件仿真与教学结合为例,阐述了仿真软件在教学中的应用.

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Prote99se软件介绍

Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源--地层和16个机加工层.按照系统功能来划分,Protel99se主要包含电路设计部分和电路仿真部分.本文就是介绍利用软件的仿真功能应用于电子类课程的教学.

二、555定时器构成单稳态电路的工作原理

图1是单稳态工作方式的电原理图.图中R、C是定时元件,C1,R2是输入信号的微分电路,R1、R2的分压比保证在负触发脉冲未到时,触发输入端的电位高于1/3Vcc,使R-S触发器处在0状态,R1、R2的阻值可以在几十KΩ范围内选用.

图1单稳态触发器

在稳态时,由于输出为0,放电管T导通,定时电容C保持放电状态.当输入端引入负脉冲时,比较器B的输出将R-S触发器置1,放电管T截止,输出Uo为“1”.这时,Vcc通过定时电阻R向C充电,由于电容C的电压与阀值电压输入端相接,当C端电压被充电而逐渐升到超过2/3Vcc时,比较器A的输出将R-S触发器置0,放电管T饱和导通,电容C则通过放电管T很快放电,输出Uo又恢复为“0”.由此可见,所产生的输出脉冲宽度等于电容C从低电平充电到2/3Vcc的时间.可以证明,输出脉冲宽度Tp为：

Tp≈1.1RC

单稳态工作方式时的波形图见图2.

图2单稳态方式波形

三、单稳态触发器Protel99se仿真实现

Protel99SE功能强大,可以利用其信号仿真的功能对该电路作信号分析.首先,绘制原理图（全部选用Sim.ddb仿真元件库中的元器）如图3所示.

图3555定时器构成单稳态电路原理图

为了使该555时基集成电路能正常工作,我们给其输入端加上一个时钟信号源,其频率等于1KHz.同时,我们为该电路加上5V的直流电源和10K的负载,如图4所示.

图4加载信号源

利用软件仿真功能,选择Ui,Uo,Uc（分别表示输入、输出电压以及电容C的电压几个点,点击Show按钮,系统就会给出其波形.见图5.

图5各点波形

通过理论知识的学习我们已经知道了单稳态电路中Tp≈1.1RC,图4的原理图中,我们设置R等于100K,C等于0.01uF.在仿真出来的波形图5中,量得Tp≈1.1ms,充分验证了分析结果.修改R,C的值,令R等于10K,C等于0.1uF,进行仿真.同时打开标尺A和标尺B,测量Tp的宽度,结果发现结果仍为1.1ms.见图6.

图6Tp宽度测量